Chemisches Risiko in der Halbleiter-Industrie

Halbleiter sind Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit zwischen der von Metallen und Isolatoren liegt.

Die Halbleiterindustrie ist für die Elektronikbranche von höchster Bedeutung, weil Halbleiter die Möglichkeit bieten, sowohl die Menge des elektrischen Stroms als auch die Stromrichtung zu kontrollieren. Halbleiter sind für das Funktionieren einer Vielzahl elektrischer Geräte unerlässlich und daher ein Schlüsselprodukt in der Elektrotechnik.

Chemisches Risiko

In der Halbleiterindustrie werden vielfach flüssige Gefahrstoffe eingesetzt, z. B. bei der Herstellung von Mikrochips und Kristallen. Diese High-Tech-Industrie macht die Installation von Reinräumen für die verschiedenen Fabrikationsschritte erforderlich.

Die Nasschemie ist einer der wichtigsten technischen Schritte bei der Herstellung der Geräte. Dabei handelt es sich hauptsächlich um die chemische Behandlung mit Lösungsmitteln und das Ätzen der Halbleiter.

• Lösungsmittel: Die Chemikalien, die bei diesem Schritt hauptsächlich eingesetzt werden, sind Trichlorethylen, Aceton, Isopropanol, aber auch andere Alkohole wie denaturiertes Ethanol. Die typischen Anwendungsbereiche sind die Reinigung, Entfettung und die Entfernung von Harzrückständen (Aceton).

• Säuren und Basen: Die Säuren, die eingesetzt werden, sind z. B. Schwefelsäure, Salpetersäure, Orthophosphorsäure, Salzsäure, Bromwasserstoffsäure oder Zitronensäure. Folgende Lösungen binden eine Base (die den Halbleiter oxidiert) an eine Säure (die das Oxid ätzt): Wasserstoffperoxid, Ammoniumhydroxid, Natronlauge oder Kaliumhydroxid (hauptsächlich zum Ätzen von Silizium eingesetzt). Die Säuren und Basen werden hauptsächlich zum Ätzen von Halbleitern eingesetzt oder zur Oberflächenbehandlung (Desoxidation) und Regenerierung der Oberflächen benutzt. Bestimmte eingesetzte Säuren sind ätzend und giftig, wie Flusssäure und Mischungen, die Jod, Brom und Brom-Ionen enthalten.

Spezialfall Flusssäure

In der Elektroindustrie und besonders in der Halbleiter-Industrie, ist Flusssäure die Chemikalie, die zur Herstellung von Komponenten auf Siliziumbasis eingesetzt wird. Ihre Fähigkeit, Siliziumoxid zu ätzen und es in eine lösliche Verbindung zu transformieren, ist die Basis von zahlreichen Anwendungen zur Reinigung und Ätzung. Flusssäure wird in Verbindung mit Salzsäure eingesetzt, um Silizium in einer Mischung mit Ammoniumfluoridlösung zu ätzen. Verdünnte Flusssäure wird zur Reinigung und zur Entfernung von Oxidrückständen eingesetzt.