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产品应用 半导体IC制造 新一代蚀刻气“一氟甲烷”的应用介绍

新一代蚀刻气“一氟甲烷”的应用介绍

2023-06-07 359

一氟甲烷(HFC-41),又名甲基氟、氟甲烷,英文名Methyl Fluoride,CAS号为593-53-3,分子式为CH3F,在常温、常压下是一种无色、无嗅的易燃气体。HFC-41的臭氧消耗潜能值(ODP)为0,全球变暖潜能值(GWP100)为116,大气寿命为2.8年。

高纯HFC-41气体是一种绿色、高效的新型蚀刻气,用在半导体及电子产品的制程中,在射频场下其会溶解氟离子,可选择性的蚀刻硅化合物的薄膜,即反应性离子蚀刻(Reactive-ion Etching)。HFC-41对Si3N4(SiNx)介质层的选择性比Si和SiO2高,可在5-10 nm的厚度内,对该介质层进行精准刻蚀,刻蚀速率也更高。在实际应用过程中,HFC-41会与氧气、氮气、氦气、氩气、三氟化氮、二氧化碳中的一种或几种进行混配,从而同时满足不同临界尺寸偏移量和不同掩膜/介质层选择性的工艺需求。

HFC-41由气体公司供给半导体制造商。在已申请的应用专利中,涉及CH3F使用的主要半导体制造商有:美国应用材料(Applied Materials Inc)、英特尔、台湾联华电子、东京威力科创、富士通株式会社(日本)、中芯国际集成电路制造(上海)、台湾积体电路制造(世界先进积体电路)和三星等,还有少量国内外大型氟化工企业申请了CH3F刻蚀用途专利。

中国是全球最大的消费电子市场,同时也是全球最大的半导体市场。目前中国半导体的需求占全球第一,大约为40%~50%,且还在持续增长。然而,中国的半导体产业自给能力和市场需求极不匹配。我国电子气体形成产业是在2000年之后,产业基础较为薄弱。近年来,在一系列产业政策的带动下,我国超大规模集成电路、平板显示器、光伏发电等产业迅速发展,含氟电子气体市场需求量明显增加。因此不少氟化工生产研究企业将含氟电子气体列为重点发展方向,市场前景广阔的含氟电子气体已然成为氟化工行业研究和开发的热点之一。

经过二十几年的发展,总体上看我国含氟特气研发生产水平尚可,CF4、C2F6、NF3和SF6等主流清洗和刻蚀气体都逐步具备了自主供应能力,产品陆续供应台积电、中芯国际等一线厂商。但国产含氟电子气体产品在性能与生产规模方面,如先进制程工艺用刻蚀气体和新型环境友好含氟特气C4F6、CF3I、CH3F和COF2等产品的布局方面与国外相比都有较大的差距。

泉州宇极研发新一代电子刻蚀气一氟甲烷

泉州宇极经潜心研发,成功量产电子刻蚀气一氟甲烷,打破国内单一厂商在该产品上的业务格局。作为含氟化工品生产企业,宇极拥有独立自主知识产权HFC-41的生产及提纯工艺技术,可产出5N级高纯产品,能根据不同客户的要求,对杂质组分进行有针对性的定向去除。