SF6 oder Schwefelhexafluorid ist ein Gas, das üblicherweise bei trockenem Ätzen verwendet wird und hauptsächlich zum Siliziumrotchen im Halbleiterproduktionsprozess verwendet wird. Das SF6 -Gas hat eine oktaedrische Struktur, die aus einem zentralen Schwefelatom besteht, das von sechs Fluoratomen umgeben ist. Seine nichtpolaren Eigenschaften machen es zu einem Isoliergas in hochspannenden elektrischen Geräten. Die physikalischen Eigenschaften von SF6 umfassen farblose, geruchlose, nicht flammbare, nicht toxische, isolierte, schwerere als Luft, Kühlkapazität, hohe dielektrische Festigkeit, thermische Stabilität und schlechte Wasserlöslichkeit in Wasser, aber in nicht-polaren organischen Lösungsmitteln löslich.
Was die chemischen Eigenschaften betrifft, reagiert SF6 bei Raumtemperatur kaum mit anderen Substanzen, zersetzt sich jedoch unter starkem ultraviolettem Licht.
SF6 wird im Allgemeinen von der Industrie produziert und sein Inhalt in der Natur ist sehr gering. Die Reaktionsgleichung für die SF6 -Produktion lautet:
2 Cof₃ + sf₄ + [br₂] → sf₆ + 2 cof₂ + [br₂]
Wenn SF₄, CoF₃ und Br₂ miteinander vermischt und auf 100 Grad erhitzt werden, kommt es zu einer Reaktion zwischen ihnen. Bei dieser Reaktion reagiert ein Teil von SF₄ und CoF₃ zu SF₆ und CoF₂. Brom wird bei der Reaktion nicht verbraucht, es fungiert lediglich als Katalysator.
Ist SF6 gefährlich?
Obwohl SF6 in reinem Zustand ungiftig ist, verdrängt es Sauerstoff aus der Luft und eine Volumenkonzentration von mehr als 19 % in der Luft führt zum Ersticken. Daher ist es sehr wichtig, SF6-Lecks rechtzeitig zu erkennen und geeignete vorbeugende Maßnahmen im Halbleiterherstellungsprozess zu ergreifen.
SF6-Einsatz in der Halbleiterindustrie
SF6 wird in der Herstellung von Halbleiter häufig verwendet. Im Siliziumätzprozess wird SF6 als Hauptetchinggas verwendet und arbeitet zusammen mit den erzeugten flüchtigen Gasen SF4 und C4F8 zusammen, um eine tiefe Siliziumätzung zu erreichen. Darüber hinaus wird SF6 häufig zum Trockenätzchen von Mo- und W -Metallen verwendet, um mit diesen Metallen zu reagieren, um flüchtige Hexafluoride MOF₆ und WF₆ zu erzeugen. Obwohl SF6 nicht das bevorzugte Gas für das Aluminium -Ätzen ist, kann es als Hilfsgas verwendet werden, um die Ätzrate von Aluminium zu verbessern, wenn sie mit Gasen wie Cl₂ gemischt werden.
Ätzen von Silizium
Beim Siliziumätzschritt wird nur das Silizium an der Unterseite geätzt, wo der Passivierungsfilm entfernt wurde. SF6-Gas wird eingeleitet und SF6 wird im Plasma dissoziiert, um eine Vielzahl von Zersetzungsprodukten zu erzeugen, darunter hochaktive Fluoratome (F).
SF6-->SF4+F2-->SF2+2F2-->F+...
Die erzeugten Fluoratome reagieren mit der Siliziumoberfläche und erzeugen Siliziumtetrafluorid (SiF4), eine flüchtige Verbindung, die sich leicht aus der Kammer entfernen lässt.
Si+4F-->SIF4
Bottom Passivierungsschichtketscheln
Zu diesem Zeitpunkt wird sowohl auf der Seitenwand als auch am Boden eine Passivierungsschicht gebildet. Wir möchten jedoch nur die Passivierungsschicht an der Seitenwand behalten, um die Seitenwand vor dem Ätze zu schützen. Wir müssen jedoch die Passivierungsschicht auf der Unterseite entfernen, um nach unten zu ätzen. Daher wird zu diesem Zeitpunkt SF6 -Gas eingeführt, um die Passivierungsschicht auf dem Boden anzugreifen. Nachdem die Passivierungsschicht auf dem Boden verschwunden ist, ätzt SF6 das Silizium weiter und der Zyklus wiederholt sich wie eine unendliche Schleife.
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