SF6是干法刻蚀中常见的刻蚀气体,我们知道二氧化碳是一种导致全球变暖的温室气体,但是SF6气体对于全球变暖的影响是二氧化碳的数千倍,那么SF6在干法刻蚀有什么作用呢?在使用中有哪些需要注意的事项吗?
SF6的结构
SF6,六氟化硫。在其分子结构中,硫原子位于中心,六个氟原子均匀分布在其周围,形成一个八面体的结构。这种对称的八面体结构使得SF₆分子具有非常低的极性,这也是其在高压电气设备中,作为绝缘气体的原因之一。
SF6的性质
物理性质
无色、无味、不易燃、无毒、绝缘,比空气重,可用于冷却气体,具有高介电强度和热稳定性,难溶于水,但易溶于非极性有机溶剂。
化学性质
1,SF₆是一个非常稳定的化合物,在常温下几乎不与其他化学物质反应;
2,在强紫外光的照射下,SF₆会分解;
3,是人类已知的最强大的温室气体。
SF6的应用?
半导体制程中的应用
1,最著名的应用SF6进行硅刻蚀的工艺是Bosch工艺,详见之前的文章:
其中SF6作为硅的刻蚀气体,生成可挥发气体SF4,C4F8作为硅的保护气体,刻蚀与保护不断循环而进行深硅刻蚀。
2, SF₆常用于Mo,W这两种金属的干法刻蚀,因为SF6可以与它们反应生成挥发性的六氟化物:MoF₆和WF₆。方程式为:
SF6+W-->WF6+S
SF6+Mo-->MoF6+S
3,尽管SF₆不是刻蚀铝的首选气体,但在与Cl₂这类气体混合时,SF₆可以作为一个辅助气体来增强刻蚀速率。
电子电气中的应用
主要用作各种高压电气和电子设备的绝缘介质,例如断路器、开关装置和粒子加速器等
SF6气体如何制取?
SF6一般是由工业制取,在自然界中的含量微乎其微。SF6制取的反应方程式为:
2 CoF₃ + SF₄ + [Br₂] → SF₆ + 2 CoF₂ + [Br₂]
当SF₄、CoF₃和Br₂混合在一起并在100°C的温度下加热时,它们之间发生反应。在此反应中,SF₄和CoF₃的一部分反应,生成了SF₆和CoF₂。而溴在反应中并没有被消耗,它只是作为一个催化剂的作用。
SF6有危险吗?
SF₆虽然在纯净状态下是无毒的,但它会排挤空气中的氧气,在空气中的体积大于19%即会导致窒息。因此及时检测SF₆是否泄漏并采取相应的预防措施,在半导体制程中是非常重要的。