بافر خطر خلوص دوم است – RawSource

یک مهندس فرآیند، یک اچ اکسید بافر را به مرحله اکسیداسیون مقاوم ماسک‌دار اضافه می‌کند، و لیست خرید شما از یک ماده شیمیایی فلوراید به دو می‌رسد: 49٪ اسید هیدروفلوئوریک به اضافه 40٪ فلوراید آمونیوم، یا یک پیش مخلوط به مشخصات خودتان.

مهندس نصف امتیاز دارد. حمام بافر در حین کار سرعت اچ را حفظ می کند و مقاومت نوری بسیار بهتر از HF متمرکز در آن می چسبد. HF، رقیق شده بیش از 3:1، همچنین دارای مقاومت است، بنابراین ثبات نرخ چیزی است که ماده شیمیایی دوم را خریداری می کند. از دست دادن قیمت راحت تر است: بافر ماده شیمیایی دومی است که باید خلوص آن را کنترل کنید. این مخلوط با آلومینیوم نیز مهربان نیست: مانند HF به فلز حمله می کند.

کدام عامل اچ هیدروفلوئوریک اسید 49 درصد مناسب است: اچینگ HF رقیق یا بافر اکسید؟

اسید هیدروفلوریک رقیق شده با آب از 49% ماده اولیه، نوارهای اکسیدی و فرورفتگی HF را کنترل می کند و پس از رقیق شدن بالای 3:1 دیگر مقاومت نوری را بلند نمی کند. اچ کردن اکسید بافر (BOE) فلوراید آمونیوم را اضافه می کند تا سرعت اچ در حین کار حمام ثابت نگه داشته شود، که برای الگوی مقاوم با ماسک مناسب است. مانند خود HF، به آلومینیوم حمله می کند و دارای مشخصات خلوص دوم است.

هر دو از یک اسید شروع می شوند. مطالعه EPA در سال 1993 در مورد هیدروژن فلوراید نشان داد که HF با خلوص فوق العاده بالا که در تولید تراشه استفاده می شود معمولاً در غلیظ ترین شکل آن یعنی 49 درصد خریداری می شود و از 1 تا 10 درصد استفاده می شود. همان مطالعه اشاره می کند که HF درجه الکترونیکی معمولاً 49 درصد HF آبی است. برای اینکه چگونه این قدرت با اسید 70 درصد مقایسه می شود، درجه ها و غلظت های اسید هیدروفلوریک را ببینید.

بر اساس یک مطالعه اچینگ آزمایشگاهی ملی در سال 2011، نسبت‌های تجاری BOE مانند 6:1 یا 20:1 معمولاً به عنوان حجمی از محلول فلوراید آمونیوم 40 درصد وزنی به 49 درصد وزنی HF مشخص می‌شوند.

نسبت HF رقیق (DHF) در عوض برای آب محاسبه می شود: 10:1 HF ده قسمت آب به یک قسمت 49٪ اسید حجمی است. یک مطالعه نرخ اچ در سال 1996، 25:1 را به عنوان یک اچ آهسته برای شیب هایی که اکسید بومی را بدون حذف بسیاری از اکسیدهای دیگر روی ویفر حذف می کند، و 10:1 را به عنوان ترکیبی از حذف اکسید و شیب، ارزان تر از HF بافر توصیف می کند. او اضافه می کند که 49 درصد اسید تمایل به لایه برداری مقاوم به نور دارد، در حالی که مخلوط های ضعیف تر از 3:1 این کار را نمی کنند.

چرا بافر سرعت را حفظ می کند؟

هر دو حمام از طریق HF مولکولی و یون بی فلوراید (HF2-) حکاکی می شوند و مطالعه 1996 حمله بی فلوراید به سیلیس را حدود 4.5 برابر سریعتر نشان داد. همانطور که در اختراع US5722442A (1998) توضیح داده شده است، همانطور که حمام کار می کند، هر دو را مصرف می کند و با محصولات جانبی اچ، از جمله اسید فلووسیلیک، اسید قوی که pH و همراه با آن سرعت اچ را تغییر می دهد، پر می شود. فلوراید آمونیوم pH و با آن غلظت HF و بی فلوراید را حفظ می کند.

به همین دلیل است که مطالعه سال 1996 نشان داد که HF بافر 5:1 در استفاده کمتر از HF بدون بافر تغییر می کند و اغلب بهترین انتخاب برای اچ کردن اکسید کنترل شده نامیده می شود. HF رقیق به روش دیگری قابل پیش بینی است: یک مطالعه بعدی در سال 2003 نشان داد که میزان اچ اکسید حرارتی با غلظت 10:1 تا 100:1 خطی بود و HF بافر شده 10:1 دقیقاً با نصف نرخ 5:1 اندازه گیری شد.

بافر به معنای کندتر نیست. در جدول 1 ثبت اختراع US6048406A (2000)، اکسید PETEOS در دمای اتاق در 30 Å/min در 0.49% HF در مقابل 75 Å/min در 0.49% HF بافر ثبت اختراع و در 330 در مقابل 800 Å/min در 330 در مقابل 800 Å در دقیقه حک شده است. این مطابق با راهنمای میکروساخت شیشه 2012 است که فلوراید آمونیوم را به عنوان رقیق کننده به آب ترجیح می دهد زیرا بافر باعث تثبیت و افزایش محتوای بی فلوراید می شود. ارقام ثبت اختراع در این نشریه داده های منتشر شده برای فیلم های خاص است، نه توصیه ای برای تمرین آنها.

HF رقیق و اکسید بافر در کنار هم اچ می شوند

HF رقیق شده کجا به تنهایی کار را انجام می دهد؟

هر جا که پله نوار یا شیب است و نباید سرعت را از طریق یک اچ طرح دار بلند نگه داشت. پس از تمیز کردن پیرانا، مطالعه 1996 حذف اکسید آبی نازک باقی مانده پس از 10 ثانیه غوطه وری HF 10:1 یا 25:1 را توصیف کرد. HF رقیق نیز می تواند انتخابی باشد: در یک مطالعه در سال 2023، سیلیکون LPCVD حدود 50 برابر سریعتر از نیترید سیلیکون LPCVD در 1:100 HF به آب در دمای اتاق اچ می شود.

برای آلودگی فلزات، HF رقیق شده یک درمان جزئی است. ثبت اختراع US5759971A (1998) بیان می‌کند که تمیز کردن DHF فلزات محبوس شده در لایه اکسیدی را حذف می‌کند، اما مس جذب شده مستقیم روی سیلیکون را حذف می‌کند و سطحی ضد آب باقی می‌گذارد که ذرات را به دام می‌اندازد. یک مطالعه در سال 1993 نشان داد که حذف آهن از سیلیکون حداقل به سه مرحله تمیز کردن به علاوه شستشو نیاز دارد که یکی از آنها با محلول HF بود.

HF اکثر اکسیدها را در خود حل می کند و این باعث کاهش هر دو جهت فلزات در معرض دید می شود. Manuals Handbook اشاره می کند که هر آلیاژی که به یک فیلم اکسید غیرفعال متکی باشد در HF ضعیف عمل می کند. مطالعه سال 2003 اچ تیتانیوم را سریعتر از سیلیس در HF 10:1 اندازه گیری کرد و کروم یا نیترید تیتانیوم را بر روی تیتانیوم به عنوان یک لایه چسب که در آن HF وجود دارد توصیه کرد. آلومینیوم همچنین به دلایلی که در هزینه های بافر در زیر آورده شده است به حفاظت در HF رقیق نیاز دارد.

پاک کننده ای که به DHF اضافه می کنید آب است. ثبت اختراع US6620743B2 (2003) HF رقیق شده خود را از آب فوق خالص بالاتر از حدود 15 مگا اهم سانتی متر در دمای 25 درجه سانتی گراد می سازد زیرا آب رقیق، فلزات را به داخل حمام می برد. حکاکی و مات کردن شیشه یک خرید جداگانه با شیمی حمام خود است. اسید هیدروفلوئوریک را برای حکاکی و فراستینگ شیشه ببینید.

هزینه بافر چقدر است؟

آلومینیوم اول است و دلیلی برای تغییر به HF رقیق نیست. یک مطالعه در سال 2020 در مورد اچ کردن اکسید مرطوب به آلومینیوم بیان می کند که BOE آلومینیوم را حک می کند بنابراین ساختارهای آلومینیومی باید محافظت شوند. HF خود به فلز نیز حمله می کند: 49 CFR Special Provision N34 آلومینیوم را از هر بسته HF غیر حجیمی که محتویات آن را لمس می کند پاک می کند، و مطالعه سال 2003 نشان داد که آلومینیوم در آزمایش های HF با بخار مورد حمله قرار گرفته است.

سایر فلزات در هر دو مسیر نگرانی کمتری دارند. مطالعه سال 2003 نشان داد که HF بافر 5:1 و HF 10:1 به طور قابل‌توجهی اکثر فلزات واسطه آزمایش‌شده را بدون اچ کردن اندازه‌گیری‌شده فیلم‌های کروم، طلا یا پلاتین حکاکی نمی‌کنند. تیتانیوم یک استثنا است: این مطالعه حکاکی آن را سریع‌تر از سیلیس در HF 10:1 اندازه‌گیری کرد و کتاب راهنمای مواد آن را در میان فلزاتی که به آسانی توسط HF مورد حمله قرار می‌گیرند فهرست می‌کند.

پاکیزگی در رتبه دوم قرار دارد. پتنت US5722442A بیان می کند که در مواد شیمیایی فوق خالص، عامل بافر خود منبع آلودگی است و باید به همان اندازه خالص باشد. مس سهام را نشان می دهد. در یک مطالعه طیف‌سنجی در سال 2001، سیلیکون پایان‌یافته با هیدروژن که به مدت پنج دقیقه در یون‌های مس حامل 0.5 درصد HF غوطه‌ور شده بود، حدود یک دهم مسی را که از 40 درصد فلوراید آمونیوم در همان سطح مس گرفته بود، گرفت.

الکتروشیمی حمام آن را علامت گذاری نمی کند. در مقایسه ای در سال 1998، جریان خوردگی سیلیکون در HF بافر شده با مس تا 1000 ppb تغییر چندانی نداشت، در حالی که مس ته نشین شده روی ویفر با غلظت افزایش یافت. در HF رقیق، مس نیز جریان و پتانسیل خوردگی را جابجا می کند. در یک خط بافر، با روشی مانند TXRF به دنبال مس روی سطح ویفر باشید.

آماده سازی در رتبه سوم قرار دارد. مطالعه سال 2003 گفت که HF بافر تازه مخلوط شده باید چندین ساعت بماند، زیرا سرعت آن بسیار بیشتر از حالت تعادل شروع می شود. نسبت ها همچنین نیاز به یک مبنای مشخص دارند: مطالعه 1996 HF بافر شده 5:1 را از نظر وزنی مشخص می کند (حدود 33٪ فلوراید آمونیوم و 8.3٪ HF)، در حالی که مطالعه 2003 و مطالعه 2011 نسبت های حجمی را بیان می کنند.

نیترید آخرین بررسی است. در HF بافر 5:1، سریعترین اچینگ نیترید سیلیکون در مطالعه 2003، 46 برابر سریعتر از کندترین، در مقابل 1.3 برای حکاکی پلاسما، حمام را روی هر لایه نیتریدی که در معرض آن قرار می دهید واجد شرایط باشید.

هر کدام از کدام استانداردهای تمیزی را پوشش می دهد؟

SEMI از مواد شیمیایی جلوگیری می کند. SEMI C28 درجات اسید هیدروفلوئوریک مورد استفاده در ساخت نیمه هادی ها را پوشش می دهد. نسخه فعلی آن، C28-0618، وضعیت غیر فعال دارد اما برای استفاده معتبر باقی می ماند. SEMI C29 4.9% HF را پوشش می دهد که به صورت حجمی 10:1 نشان داده شده است. SEMI C20 40٪ فلوراید آمونیوم را پوشش می دهد، همچنین غیرفعال و معتبر برای استفاده، و SEMI C23، استاندارد فعلی، که اخیراً از نظر فنی به عنوان C23-0714 تجدید نظر شده است، خود اچ های اکسید بافر را پوشش می دهد. SEMI C2، مشخصات اچانت که زمانی اکسیدهای بافر اچ را تعریف می کرد، در سال 2008 حذف شد، بنابراین برگه ای که هنوز به آن اشاره می کند قدیمی است.

مسیر اسناد را مشخص می کند. در کارخانه رقیق کنید و یک اسید به اضافه آب شما با C28 به عنوان معیار، بودجه خلوص را به ارمغان می آورد. خرید پیش مخلوط BOE و محصول مرجع C23 می باشد. BOE را خودتان مخلوط کنید و منابع C28 برای اسید و C20 برای فلوراید آمونیوم هستند: دو دسته، دو گواهی و دو مسیر آلودگی در یک حمام.

کتابچه راهنمای SEMI C1 بیان می‌کند که یک سنجش تایید شده با روش‌های مناسب را می‌توان به‌عنوان مطابق با مشخصات SEMI توصیف کرد، با رویه‌هایی که برای هر درجه تعریف شده‌اند تا حساسیت آنها مطابق با الزامات آن باشد. هنگامی که یک برگه یک کلاس نیمه هادی را بدون تعیین کلاس استاندارد و SEMI می گوید، آن را بر اساس محدودیت های چاپ شده و گواهی لات قضاوت کنید، نه با برچسب.

برگه داده (PDF) برای نیمه هادی درجه 49% HF را می توان به این صورت خواند. این محدودیت برای سه درجه اختصاصی چاپ می کند و درجه SEMI را مشخص نمی کند: HF از 48.8 تا 49.2 درصد وزنی برای هر سه. فلزات کمیاب، از جمله مس و آلومینیوم، در ppb با حداکثر 1، 0.1 و 0.01 در هر عنصر برای گریدهای 1، 2 و 3. و فلوئوروسیلیک اسید (H2SiF6)، محصول جانبی تشکیل شده از حمام کاری، در ppm در حداکثر 5، 1 و 1.

برگه داده فقط محدودیت ها را چاپ می کند، بدون مقادیر معمولی یا روش های آزمایشی. ارقام الزام آور موارد مندرج در گواهی آنالیز (CoA) و قرارداد فروش است و بسته بندی آن 235 کیلوگرم درام پلی اتیلن خالص است. نقشه راه IRDS اضافه می کند که تنوع در خلوص سیال فرآیند می تواند به اندازه خلوص مطلق تأثیر زیادی بر بازده ویفر داشته باشد، بنابراین یک گواهینامه خوب یک نقطه شروع است، نه یک صلاحیت.

چه چیزی در سفارش خرید گنجانده شده است؟

1. اچ کردن به عنوان یک دستور: نسبت DHF به حجم اسید 49٪ یا نسبت BOE به پایه آن (حجم یا وزن).

2. استاندارد SEMI و درجه ای که برای هر ماده شیمیایی انتظار دارید یا محدودیت های CoA ارزیابی شده توسط تامین کننده شما.

3. از طریق مسیر BOE، فلوراید آمونیوم CoA همان فلزات کمیاب HF CoA، از جمله مس را تشکیل می‌دهد.

4. نقشه شناسایی فلزات: آلومینیوم و تیتانیوم در هر دو مسیر نیاز به محافظت دارند. مطالعه سال 2003 تیتانیوم مورد حمله را در HF 10:1 اندازه گیری کرد و لایه های چسبندگی کروم یا نیترید تیتانیوم را روی تیتانیوم که در آن HF وجود دارد توصیه کرد.

5. یک CoA منجر به چندین لات می شود، نه یک.

برگه مشخصات در صفحه رتبه بندی و برگه داده دانلود شده حاوی محدودیت های چاپ شده است. موارد الزام آور عبارتند از لات CoA و قرارداد.

روش شناسی: ارقام از مطالعه 1993 EPA هیدروژن فلوراید، دو مطالعه IEEE Microfabrication Etch Rate (1996 و 2003)، 2011 مطالعه آزمایشگاهی ملی اچ، مطالعات همتا از 1993 تا 2023، چهار اختراع اختراع (USA,4426,457) آمده است. US5759971A و US6620743B2)، خلاصه‌های عمومی SEMI (C1، C2، C10، C20، C23، C28، C29)، کتابچه راهنمای مواد فرکانس بالا، 49 قسمت CFR 172 و 173 (eCFR، فعلی به 20026-10-Class Roadet) 30-09-2026). عبارات بدون شکل، شیمی حکاکی استاندارد هستند.