那么,含氟蝕刻氣體都有哪些?
它又是如何進(jìn)行工作的呢?
蝕刻所用氣體稱蝕刻氣體, 通常多為氟化物氣體, 例如四氟化碳、全氟丁二烯、三氟化氮、六氟乙烷、全氟丙烷、三氟甲烷等。
含氟蝕刻氣體是電子氣體的一個(gè)重要分支,是超大規(guī)模集成電路、平面顯示器件、太陽能電池,光纖等電子工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的原材料,廣泛應(yīng)用于薄膜、蝕刻、摻雜、氣相沉積、擴(kuò)散等半導(dǎo)體工藝。在國家發(fā)展改革委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)(修正)》中,電子氣體被列入國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)目錄。其主要種類見表1。
表1
蝕刻方式有濕法化學(xué)蝕刻和干法化學(xué)蝕刻。
干法蝕刻由于蝕刻方向性強(qiáng)、工藝控制精確、方便、無脫膠現(xiàn)象、無基片損傷和沾污, 所以其應(yīng)用范圍日益廣泛。
蝕刻就是把基片上無光刻膠掩蔽的加工表面如氧化硅膜、金屬膜等蝕刻掉, 而使有光刻膠掩蔽的區(qū)域保存下來, 這樣便在基片表面得到所需要的成像圖形。蝕刻的基本要求是, 圖形邊緣整齊, 線條清晰, 圖形變換差小, 且對(duì)光刻膠膜及其掩蔽保護(hù)的表面無損傷和鉆蝕。
作為新一代環(huán)保電子氣體,電子級(jí)C4F6成為集成電路IC芯片等制造時(shí)必不可少的刻蝕氣體,其GWP值幾乎為0,而且能完成納米級(jí)溝槽的加工,成為電子工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一把神奇的“刻刀”,比γ刀還γ! 然而,在國內(nèi),能把此“刻刀”收入囊中,并為己所用的企業(yè)卻寥寥無幾。目前C4F6提純技術(shù)被發(fā)達(dá)國家所壟斷,國內(nèi)市場(chǎng)上在售的電子工業(yè)用C4F6氣體均為進(jìn)口。 浙化院特種氣體研發(fā)團(tuán)隊(duì)就是要做這把“刻刀”的國內(nèi)創(chuàng)造者。 ▲ C4F6分子結(jié)構(gòu)圖 請(qǐng)各位看官,繼續(xù)屏住呼吸,小編帶你去探一探這把從零起步,6人歷經(jīng)3年研發(fā)而得的“神奇刻刀”。故事,從一個(gè)“特種”氣體研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始。 從零起步 2015年,為打破國際壟斷,搶占國內(nèi)高純C4F6市場(chǎng),浙化院特種氣體研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出自主開發(fā)新一代含氟電子氣體C4F6的提純技術(shù)。 “C4F6是浙化院首個(gè)自主開發(fā)的電子級(jí)特氣品種,因此,項(xiàng)目初期,我們對(duì)工藝、設(shè)備等一無所知,完全是白手起家”,特氣室負(fù)責(zé)人介紹說,“更加困難的是,國內(nèi)外的文獻(xiàn)幾乎沒有電子級(jí)C4F6提純技術(shù)的公開報(bào)道,攻關(guān)工作只能從理論分析開始?!?/span> 在查閱了大量資料,了解了含氟二烯烴C4F6物化性質(zhì)后,項(xiàng)目組開始嘗試C4F6提純研究。項(xiàng)目組首先探究了C4F6分子價(jià)鍵與電子云密度分布,計(jì)算了C4F6及其有機(jī)雜質(zhì)分子特性,接著搜集重要數(shù)據(jù),進(jìn)行軟件模擬。終于,在經(jīng)過對(duì)C4F6及其雜質(zhì)物性深入研究分析后,項(xiàng)目組提出了創(chuàng)新的提純方法。 ▲ 研發(fā)人員開展吸附提純實(shí)驗(yàn) ▲ 量子化學(xué)吸附過程及分子模擬計(jì)算圖 攻克難題 隨著項(xiàng)目任務(wù)的不斷推進(jìn),困難也層出不窮。 其一,在原料雜質(zhì)的分析定性問題上,由于新化合物沒有標(biāo)準(zhǔn)譜圖,技術(shù)人員與分析專家一起推敲,尋找其中的不同,終于確定主要雜質(zhì),為實(shí)驗(yàn)開展掃清了障礙。 其二,C4F6是含氟烯烴,有機(jī)雜質(zhì)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相近,分離難度大。為了攻克該難題,項(xiàng)目組多次組織專題討論會(huì),張建君總經(jīng)理進(jìn)行詳盡的技術(shù)指導(dǎo),從C4F6本身物化性質(zhì)到純化工藝操作,詳細(xì)分析并修改相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。 其三,針對(duì)有機(jī)雜質(zhì)分離難度大的問題,項(xiàng)目組進(jìn)行了大量的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),考察并反復(fù)優(yōu)化了上百個(gè)配方,經(jīng)常工作到深夜,最終選出了適用的高效吸附劑。 同時(shí),在經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)室改造場(chǎng)地受限、設(shè)備提純性能下降等一系列突發(fā)狀況下,項(xiàng)目組仍不斷調(diào)整設(shè)備參數(shù)、完善提純工藝,完成了既定的C4F6提純技術(shù)開發(fā)任務(wù),并進(jìn)行了電子級(jí)C4F6樣品生產(chǎn)。C4F6是一個(gè)附加值高,市場(chǎng)前景廣闊的新品,國內(nèi)不少同行都對(duì)其開展了研究,而目前,僅浙化院成功拿出了樣品。
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