SF6, या सल्फर हेक्साफ्लोराइड, एक गैस है जिसका उपयोग आमतौर पर सूखी नक़्क़ाशी में किया जाता है, मुख्य रूप से अर्धचालक उत्पादन प्रक्रिया में सिलिकॉन नक़्क़ाशी के लिए उपयोग किया जाता है। SF6 गैस में एक अष्टफलकीय संरचना होती है, जिसमें छह फ्लोरीन परमाणुओं से घिरा एक केंद्रीय सल्फर परमाणु होता है। इसके गैर-ध्रुवीय गुण इसे उच्च-वोल्टेज विद्युत उपकरणों में एक इन्सुलेट गैस बनाते हैं। SF6 के भौतिक गुणों में रंगहीन, गंधहीन, गैर-ज्वलनशील, गैर विषैले, इन्सुलेशन, हवा से भारी, शीतलन क्षमता, उच्च ढांकता हुआ ताकत, थर्मल स्थिरता और पानी में खराब घुलनशीलता लेकिन गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील शामिल हैं।
रासायनिक गुणों के संदर्भ में, SF6 कमरे के तापमान पर अन्य पदार्थों के साथ शायद ही प्रतिक्रिया करता है, लेकिन मजबूत पराबैंगनी प्रकाश के तहत विघटित हो जाएगा।
SF6 आम तौर पर उद्योग द्वारा उत्पादित किया जाता है और प्रकृति में इसकी सामग्री बहुत छोटी है। SF6 उत्पादन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण है:
2 cof₃ + sf₄ + [br₂] → sf₆ + 2 cof₂ + [br₂]
जब SF₄, CoF₃ और Br₂ को एक साथ मिलाकर 100 डिग्री पर गर्म किया जाता है, तो उनके बीच एक प्रतिक्रिया होती है। इस प्रतिक्रिया में, SF₄ और CoF₃ का एक भाग SF₆ और CoF₂ उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया करता है। प्रतिक्रिया में ब्रोमीन का सेवन नहीं किया जाता है, यह केवल उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है।
क्या SF6 खतरनाक है?
यद्यपि SF6 अपनी शुद्ध स्थिति में गैर-विषैले है, यह हवा से ऑक्सीजन को विस्थापित करेगा, और हवा में 19% से अधिक की मात्रा एकाग्रता घुटन का कारण बनेगी। इसलिए, समय पर SF6 लीक का पता लगाना और अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रिया में उचित निवारक उपाय करना बहुत महत्वपूर्ण है।
सेमीकंडक्टर उद्योग में SF6 का उपयोग
सेमीकंडक्टर निर्माण में SF6 का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सिलिकॉन नक़्क़ाशी प्रक्रिया में, SF6 का उपयोग मुख्य नक़्क़ाशी गैस के रूप में किया जाता है, और यह गहरी सिलिकॉन नक़्क़ाशी प्राप्त करने के लिए उत्पन्न वाष्पशील गैसों SF4 और C4F8 के साथ मिलकर काम करता है। इसके अलावा, SF6 का उपयोग अक्सर Mo और W धातुओं की सूखी नक़्क़ाशी के लिए किया जाता है, जो इन धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करके वाष्पशील हेक्साफ्लोराइड्स MoF₆ और WF₆ उत्पन्न करता है। हालाँकि SF6 एल्युमीनियम नक़्क़ाशी के लिए पसंदीदा गैस नहीं है, लेकिन इसे Cl₂ जैसी गैसों के साथ मिश्रित होने पर एल्युमीनियम की नक़्क़ाशी दर को बढ़ाने के लिए सहायक गैस के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
सिलिकॉन ईचिंग
सिलिकॉन नक़्क़ाशी चरण में, केवल नीचे के सिलिकॉन को नक़्क़ाशी किया जाता है जहाँ से पैसिवेशन फिल्म को हटा दिया गया है। SF6 गैस को पेश किया जाता है, और अत्यधिक सक्रिय फ्लोरीन परमाणुओं (F) सहित विभिन्न प्रकार के अपघटन उत्पादों को उत्पन्न करने के लिए SF6 को प्लाज्मा में अलग कर दिया जाता है।
SF6-->SF4+F2-->SF2+2F2-->F+...
उत्पन्न फ्लोरीन परमाणु सिलिकॉन सतह के साथ सिलिकॉन टेट्राफ्लोराइड (SIF4) उत्पन्न करने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं, एक वाष्पशील यौगिक जो आसानी से कक्ष से छुट्टी दे दी जाती है।
Si+4F-->SIF4
निचला पासेशन परत नक़्क़ाशी
इस स्तर पर, फुटपाथ और नीचे दोनों पर एक पास होने की परत बनती है। हालांकि, हम केवल फुटपाथ पर पारिश्रमिक परत को फुटपाथ पर रखने के लिए etched होने से बचाने के लिए चाहते हैं, लेकिन हमें नीचे की ओर Ect के लिए नीचे की ओर पैसिनेशन परत को हटाने की आवश्यकता है। इसलिए, इस समय SF6 गैस पेश की जाएगी ताकि नीचे की ओर पारिश्रमिक परत पर हमला किया जा सके। नीचे की ओर से पास होने की परत गायब हो जाने के बाद, SF6 सिलिकॉन को खोदने के लिए जारी रहता है, और चक्र खुद को दोहराता है, जैसे कभी न खत्म होने वाले लूप।
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