Kā fluorpolimēru apmainītāji atbalsta silīcija nitrīda un oksīda mitro kodināšanu Fabs?
Atstāj ziņu
Pusvadītāju konstrukcijās mitrajai kodināšanai tiek izmantotas divas klasiskās ķīmijas metodes: karstā fosforskābe silīcija nitrīda lobīšanai un fluorūdeņražskābe silīcija oksīda kodināšanai. Abi ir ļoti agresīvi, un tiem nepieciešams siltummaiņa materiāls, kas nerūsīs un nepiesārņos.
Mitrās kodināšanas tehnikas
Slapjā kodināšana ir process, ko izmanto, lai selektīvi noņemtu materiālus no vafeļu virsmas pusvadītāju ražošanā. Divi izplatītākie kodinātāji, ko izmanto vafeļu slapjos stendos, ir fosforskābe (H3PO4) silīcija nitrīda kodināšanai un fluorūdeņražskābe (HF) silīcija oksīda kodināšanai. Abas skābes ir ļoti agresīvas un prasa siltummaiņus, kas spēj izturēt to korozīvo iedarbību.
Nitrīda noņemšana ar fosforskābes kodināšanu
Si3N4 kodināšana. Fosforskābi parasti izmanto 85% koncentrācijā un karsē līdz 150-180 grādiem. Skābes augstā temperatūra un agresīvais raksturs bieži noved pie PFA (perfluoralkoksi) apmaiņas specifikācijas. Politetrafluoretilēns (PTFE) ir izturīgs pret fosforskābi, taču tā maksimālā temperatūra ir 110°C, tāpēc tas nav piemērots izmantošanai augstā temperatūrā. Tomēr PFA apmainītājus var darbināt nepārtraukti pie augstākas temperatūras robežas ~ 260 grādiem, un tāpēc tie ir piemēroti karstas fosforskābes apstrādei bez bojāšanās.
Fluorūdeņražskābes kodināšana oksīda noņemšanai
HF kodināšanu parasti veic apkārtējās vides temperatūrā vai nedaudz paaugstinātā temperatūrā. PTFE un PFA ir vienlīdz labi piemēroti HF pārvaldīšanai. PTFE tiek izmantots biežāk, jo tas ir lētāks un nodrošina pietiekamu pretestību zemākā temperatūrā. Galvenā problēma ar HF kodināšanu nav temperatūra, bet gan materiāla spēja pretoties HF agresivitātei. Gan PTFE, gan PFA ir diezgan izturīgi pret HF, kas nozīmē, ka siltummainis netiks bojāts un nepiesārņos kodināšanas procesu.
Fluoropolimēra priekšrocības
PTFE un PFA ir arī lieliski piemēroti gan fosforskābei, gan fluorūdeņražskābei, un tādējādi tie ir neaizstājami pusvadītāju kodināšanas procedūrās. Šo materiālu izmantošana fluorpolimēru siltummaiņos silīcija nitrīda un oksīdu kodināšanai sniedz daudzas būtiskas priekšrocības:
Izturība pret koroziju: PFA un PTFE ir pilnībā izturīgi pret karstās fosforskābes un HF korozīvo iedarbību. Metāla apmainītāji ātri korodētu, izraisot procesa piesārņojumu un iespējamos plāksnīšu defektus.
Piesārņojums-Bez piesārņojuma: fluorpolimēri ir inerti un neizdala jonus šķīdumā, tāpēc kodināšanas process kļūst tīrs un vienmērīgs. Metālu piesārņojums var izraisīt nopietnus trūkumus, padarot fluorpolimēru siltummaiņus lieliski piemērotus silīcija nitrīda un oksīda kodināšanai.
Stabila temperatūras kontrole Fluoropolimēru siltummaiņi uztur temperatūras stabilitāti, nodrošinot nemainīgu kodināšanas ātrumu. Šī temperatūras kontrole ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu viendabīgu kodināšanu visā vafelē un saglabātu procesa precizitāti.
Materiālu izvēle tipiskiem pusvadītāju kodinātājiem
Kodinātāja temperatūras diapazona ieteicamais siltummaiņa materiāls
Fosforskābe (85%) 150-180 grādu PFA
Fluorūdeņražskābe (HF) istabas temperatūra PTFE, PFA
Slāpekļskābe (HNO3) Telpas temp. PTFE, PFA
Secinājums
Bez piesārņojuma-un precīza mitrā kodināšana ir ļoti svarīga pusvadītāju ražošanā, un fluorpolimēru siltummaiņi, īpaši PTFE un PFA, ir šī procesa atslēga. Tie ir izturīgāki pret karsto fosforskābi un fluorūdeņražskābi, nodrošinot nemainīgu procesa temperatūru un bez metāla piesārņojuma. Siltummaiņu materiāli pusvadītāju konstrukcijās tiek izvēlēti, pamatojoties uz kodinātāju ķīmisko agresivitāti un procesu tīrības prasībām. Fluorpolimēru apmainītāji ir vēlamais materiāls nitrīdu un oksīdu kodināšanai.
