Umweltfreundliches Reinigungsgas für die Halbleiterindustrie

Kurzbeschreibung

© Fraunhofer EMFT

PECVD Reinigungsplasma mit umweltfreundlicher und FCKW-freier Fluorchemie Solvaclean

Viele Plasma-Beschichtungsanlagen der Halbleiterindustrie müssen nach jedem Fertigungsschritt gründlich und regelmäßig gereinigt werden. Bisher geschieht dies überwiegend mit perfluorierten Kohlenwasserstoffen (PFCs) und Stickstofftrifluorid (NF3)-Gasen, die für die Umwelt bis zu 17.000 Mal schädlicher sind als das Treibhausgas CO2.

Solvay, Texas Instruments, Muegge und die Fraunhofer EMFT arbeiten im Projekt ecoFluor an einer umweltfreundlicheren Alternative, die lediglich das Treibhauspotenzial von CO2 hat: Der von den Kooperationspartnerinnen und -partnern eingesetzte Gasmix „Solvaclean“ aus Fluor, Stickstoff und Argon verzichtet vollständig auf die besonders umweltschädlichen Gase PFCs und NF3. Die Fraunhofer EMFT war im ersten Projektjahr schwerpunktmäßig dafür zuständig, die neue Gasmischung hinsichtlich Ätzrate, Prozessstabilität und Partikelbelastung zu optimieren. Als „best known method“ erwies sich demnach ein Mischverhältnis von 30% Fluor in Stickstoff und Argon. Texas Instruments hat am Produktionsstandort in Freising eine entsprechende Gasversorgung aufgebaut und die Solvaclean Fluorgasmischung an einigen Produktionsanlagen getestet. Die ersten Versuche zeigen eine leicht verbesserte Reinigungsleistung und damit eine verkürzte Reinigungsdauer im Vergleich zum Standardprozess mit C2F6. Ein erster Dauerversuch mit mehr als 500 prozessierten Wafern und damit auch ca. 250 duchgeführten Reinigungszyklen zeigte zudem, dass durch die Reinigungsprozesse mit der Solvaclean Fluormischung keine erhöhte Partikelbelastung in der Reinigungsplasmaquelle und der Prozesskammer verursacht wird.

Seit Mitte November wird der neue Reinigungsprozess in die Pilotfertigung überführt, bis Ende des Jahres 2017 ist die Freigabe für die industrielle Produktion angepeilt.

 

Partner

  • Texas Instruments Deutschland GmbH
  • Solvay Fluor GmbH
  • Muegge GmbH
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    Gefördert

    Das Projekt wird zum Teil mit Mitteln des BMBF-Vorhabens „r+Impuls – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Impulse für die industrielle Ressourceneffizienz” gefödert, das als Teil eines Rahmenprogramms in der „Forschung für nachhaltige Entwicklung" (FONA) eingebettet ist.