SF6(육불화황)은 건식식각에 흔히 사용되는 가스로 주로 반도체 생산 공정에서 실리콘 식각에 사용된다. SF6 가스는 6개의 불소 원자로 둘러싸인 중앙 황 원자로 구성된 팔면체 구조를 가지고 있습니다. 비극성 특성으로 인해 고전압 전기 장비의 절연 가스로 사용됩니다. SF6의 물리적 특성에는 무색, 무취, 불연성, 무독성, 절연성, 공기보다 무거움, 냉각 능력, 높은 유전 강도, 열 안정성, 물에 대한 용해도가 낮지만 비극성 유기 용매에 용해되는 특성이 포함됩니다.
화학적 특성 측면에서 SF6는 실온에서 다른 물질과 거의 반응하지 않지만 강한 자외선 아래에서는 분해됩니다.
SF6는 일반적으로 산업계에서 생산되며 자연계의 함량은 매우 적습니다. SF6 생산에 대한 반응식은 다음과 같습니다.
2 Cof₃ + sf₃ + [br₂] → sf₆ + 2 cof₂ + [br₂]
sf₄, cof₄ 및 br₂가 함께 혼합되어 100도에서 가열되면, 그들 사이에 반응이 발생합니다. 이 반응에서, SF₄ 및 Cof₃의 일부는 반응하여 sf₆ 및 cof₂를 생산한다. 브롬은 반응에서 소비되지 않으며 촉매로만 작용합니다.
SF6은 위험합니까?
SF6은 순수한 상태에서 무독성이지만 공기에서 산소를 대체 할 것이며 공기 중 19%보다 큰 부피 농도는 질식을 유발할 것입니다. 따라서 SF6 누출을 적시에 감지하고 반도체 제조 공정에서 적절한 예방 조치를 취하는 것이 매우 중요합니다.
반도체 산업에서의 SF6 사용
SF6은 반도체 제조에 널리 사용됩니다. 실리콘 에칭 공정에서 SF6은 주요 에칭 가스로 사용되며 생성 된 휘발성 가스 SF4 및 C4F8과 함께 깊은 실리콘 에칭을 달성합니다. 또한, SF6은 종종 MO 및 W 금속의 건조 에칭에 사용되며, 이들 금속과 반응하여 휘발성 헥사 플루오 라이드 MOF₆ 및 WF₆를 생성한다. SF6은 알루미늄 에칭에 선호되는 가스는 아니지만, Cll과 같은 가스와 혼합 될 때 알루미늄의 에칭 속도를 향상시키기 위해 보조 가스로 사용될 수 있습니다.
실리콘 에칭
실리콘 에칭 단계에서, 패시베이션 필름이 제거 된 바닥의 실리콘 만 에칭된다. SF6 가스가 도입되고, SF6은 혈장에 분리되어 고도로 활성 불소 원자 (F)를 포함하여 다양한 분해 생성물을 생성한다.
SF6-->SF4+F2-->SF2+2F2-->F+...
생성된 불소 원자는 실리콘 표면과 반응하여 챔버에서 쉽게 배출되는 휘발성 화합물인 사불화규소(SiF4)를 생성합니다.
Si+4F-->SiF4
하단 패시베이션층 에칭
이 단계에서, 패시베이션 층은 측벽과 바닥 모두에 형성된다. 그러나, 우리는 사이드 월이 에칭되지 않도록 수동 층을 측벽에 보관하기를 원하지만 아래쪽으로 에칭하기 위해 바닥의 패시베이션 층을 제거해야합니다. 따라서, 현재 SF6 가스가 도입되어 바닥의 패시베이션 층을 공격 할 것이다. 바닥의 패시베이션 층이 사라진 후, SF6은 실리콘을 계속 에칭하고, 끝없는 루프처럼 사이클이 반복됩니다.
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