บทบาทของซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ในการกัดเซาะซิลิคอนไนไตรด์

ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์เป็นก๊าซที่มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม และมักใช้ในการดับประกายไฟแรงสูงและหม้อแปลงไฟฟ้า สายส่งไฟฟ้าแรงสูง ฯลฯ อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากหน้าที่เหล่านี้แล้ว ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ยังสามารถใช้เป็นสารกัดกร่อนทางอิเล็กทรอนิกส์ได้อีกด้วย ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์บริสุทธิ์สูงเกรดอิเล็กทรอนิกส์เป็นสารกัดกร่อนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสม ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ วันนี้ หนิว รุ่ยเต๋อ บรรณาธิการพิเศษด้านก๊าซ ยูเยว่ จะมาแนะนำการประยุกต์ใช้ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ในการกัดกร่อนซิลิคอนไนไตรด์และอิทธิพลของพารามิเตอร์ต่างๆ

เราจะอภิปรายกระบวนการกัดเซาะ SiNx ด้วยพลาสมา SF6 ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงกำลังของพลาสมา อัตราส่วนของก๊าซ SF6/He และการเติมก๊าซประจุบวก O2 โดยจะกล่าวถึงอิทธิพลของปัจจัยเหล่านี้ต่ออัตราการกัดเซาะของชั้นป้องกัน SiNx บน TFT และใช้เครื่องสเปกโทรเมตรวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของแต่ละชนิดในพลาสมา SF6/He, SF6/He/O2 และอัตราการแตกตัวของ SF6 โดยใช้รังสีพลาสมา และสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของอัตราการกัดเซาะ SiNx กับความเข้มข้นของชนิดในพลาสมา

จากการศึกษาพบว่า เมื่อเพิ่มกำลังของพลาสมา อัตราการกัดเซาะจะเพิ่มขึ้น หากเพิ่มอัตราการไหลของ SF6 ในพลาสมา ความเข้มข้นของอะตอม F จะเพิ่มขึ้นและมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับอัตราการกัดเซาะ นอกจากนี้ หลังจากเติมก๊าซประจุบวก O2 ภายใต้อัตราการไหลรวมที่คงที่ จะมีผลทำให้อัตราการกัดเซาะเพิ่มขึ้น แต่ภายใต้อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 ที่แตกต่างกัน จะมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นสามส่วน: (1) อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 น้อยมาก O2 สามารถช่วยในการแตกตัวของ SF6 และอัตราการกัดเซาะในเวลานี้จะมากกว่าเมื่อไม่ได้เติม O2 (2) เมื่ออัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 มากกว่า 0.2 ไปจนถึงช่วงที่เข้าใกล้ 1 ในเวลานี้ เนื่องจากการแตกตัวของ SF6 จำนวนมากเพื่อสร้างอะตอม F อัตราการกัดเซาะจึงสูงที่สุด แต่ในขณะเดียวกัน อะตอม O ในพลาสมาก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และง่ายต่อการเกิด SiOx หรือ SiNxO(yx) กับพื้นผิวฟิล์ม SiNx และยิ่งอะตอม O เพิ่มขึ้นมากเท่าไร อะตอม F ก็จะยิ่งทำปฏิกิริยากัดกร่อนได้ยากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น อัตราการกัดกร่อนจึงเริ่มช้าลงเมื่ออัตราส่วน O2/SF6 ใกล้เคียงกับ 1 (3) เมื่ออัตราส่วน O2/SF6 มากกว่า 1 อัตราการกัดกร่อนจะลดลง เนื่องจาก O2 เพิ่มขึ้นมาก อะตอม F ที่แตกตัวจะชนกับ O2 และก่อตัวเป็น OF ซึ่งจะลดความเข้มข้นของอะตอม F ส่งผลให้อัตราการกัดกร่อนลดลง จากนี้จะเห็นได้ว่าเมื่อเติม O2 อัตราส่วนการไหลของ O2/SF6 จะอยู่ระหว่าง 0.2 ถึง 0.8 และจะได้อัตราการกัดกร่อนที่ดีที่สุด