Bagaimana Penukar Fluoropolimer Mendukung Pengetsaan Basah Silikon Nitrida dan Oksida di Fabs?

Dalam pabrik semikonduktor, dua kimia klasik digunakan untuk etsa basah: asam fosfat panas untuk mengupas silikon nitrida, dan asam fluorida untuk mengetsa silikon oksida. Keduanya sangat agresif sehingga membutuhkan bahan penukar panas yang tidak menimbulkan korosi atau polusi.

Teknik etsa basah
Etsa basah adalah proses yang digunakan untuk menghilangkan bahan secara selektif dari permukaan wafer dalam fabrikasi semikonduktor. Dua etsa yang umum digunakan dalam bangku basah wafer fab adalah asam fosfat (H3PO4) untuk etsa silikon nitrida dan asam fluorida (HF) untuk etsa silikon oksida. Kedua asam ini sangat agresif dan memerlukan penukar panas yang dapat menahan efek korosifnya.

Penghapusan Nitrida melalui Etsa Asam Fosfat
etsa Si3N4. Asam fosfat umumnya digunakan dalam konsentrasi 85% dan dipanaskan hingga 150-180 derajat. Suhu tinggi dan karakter asam yang agresif sering kali mengarah pada spesifikasi penukar PFA (perfluoroalkoxy). Polytetrafluoroethylene (PTFE) tahan terhadap asam fosfat namun suhu maksimumnya adalah 110C sehingga tidak cocok untuk aplikasi suhu tinggi ini. Namun, penukar PFA dapat dioperasikan terus menerus pada batas suhu yang lebih tinggi ~ 260 derajat dan oleh karena itu cocok untuk menangani asam fosfat panas tanpa kerusakan.

Etsa Asam Hidrofluorat untuk Pengupasan Oksida
Pengetsaan HF umumnya dilakukan pada suhu sekitar atau pada suhu yang agak meningkat. PTFE dan PFA sama-sama cocok untuk menangani HF. PTFE lebih sering digunakan karena lebih murah dan memberikan ketahanan yang cukup pada suhu yang lebih rendah. Masalah utama dalam pengetsaan HF bukanlah pada suhunya, namun pada kemampuan material untuk melawan agresivitas HF. Baik PTFE maupun PFA cukup tahan terhadap HF sehingga heat exchanger tidak akan rusak dan tidak mencemari proses etsa.

Manfaat Fluoropolimer
PTFE dan PFA juga sangat baik untuk asam fosfat dan asam fluorida, dan karenanya sangat diperlukan untuk prosedur etsa semikonduktor. Penggunaan bahan-bahan ini dalam penukar panas fluoropolimer untuk etsa silikon nitrida dan oksida memberikan banyak keuntungan utama:

Ketahanan Korosi: PFA dan PTFE benar-benar tahan terhadap efek korosif asam fosfat panas dan HF. Penukar logam akan cepat terkorosi, menyebabkan kontaminasi proses dan kemungkinan cacat wafer.

Kontaminasi-Pengoperasian Bebas: Fluoropolimer bersifat inert dan tidak mengeluarkan ion ke dalam larutan sehingga membuat proses etsa bersih dan stabil. Kontaminasi jejak dari logam dapat menyebabkan kerusakan serius, sehingga penukar panas fluoropolimer sangat baik untuk mengetsa silikon nitrida dan oksida.

Kontrol Suhu yang Stabil Penukar panas fluoropolimer menjaga stabilitas suhu untuk laju etsa yang konsisten. Kontrol suhu ini sangat penting untuk memastikan etsa yang homogen di seluruh wafer, dan untuk menjaga keakuratan proses.

Pemilihan Bahan untuk Pengetsaan Semikonduktor Khas
Kisaran Suhu Etchant Bahan Penukar Panas yang Direkomendasikan
Asam Fosfat (85%) 150-180 derajat PFA
Asam Hidrofluorat (HF) Suhu Kamar PTFE, PFA
Asam Nitrat (HNO3) Suhu Kamar. PTFE, PFA
Kesimpulan
Pengetsaan basah-yang bebas kontaminasi dan presisi sangat penting dalam fabrikasi semikonduktor, dan penukar panas fluoropolimer, khususnya PTFE dan PFA, adalah kunci dalam proses ini. Mereka lebih tahan terhadap asam fosfat panas dan asam fluorida, memungkinkan suhu proses konstan dan tidak ada kontaminasi logam. Bahan penukar panas dalam pabrik semikonduktor dipilih berdasarkan agresivitas kimia dari bahan etsa dan persyaratan kemurnian proses. Penukar fluoropolimer adalah bahan pilihan untuk etsa nitrida dan oksida.