Müasir dünya çiplər üzərində işləyir. Cibinizdəki smartfondan tutmuş aerokosmik mühəndislikdə bələdçilik sistemlərinə qədər, kiçik yarımkeçirici cihaz rəqəmsal dövrün görünməyən qəhrəmanıdır. Bəs qəhrəmanın arxasındakı qəhrəman nədir? Bu, xüsusi qazların görünməz, tez-tez uçucu dünyasıdır. Konkret olaraq, flüor kimyası işində əsas rol oynayır Yarımkeçirici İstehsalat əvəz etmək mümkün olmayan prosesdir.

Əgər siz təchizat zəncirini idarə edirsinizsə və ya məhsulun keyfiyyətinə nəzarət edirsinizsə yarımkeçiricili tökmə zavodu, bilirsiniz ki, xəta marjası sıfırdır. Rütubətdəki tək bir sıçrayış və ya mikroskopik hissəcik çox milyonlarla dollarlıq hasilatı məhv edə bilər. Bu məqalə roluna dərindən baxır flüor tərkibli qazlar - onlardan nə üçün istifadə edirik, onları effektiv edən xüsusi kimya və tədarük zəncirinin sabitliyi və saflığının kritik əhəmiyyəti. Bunların necə olduğunu araşdıracağıq yüksək saflıq qazları -də istifadə olunur etçu və depozit addımları və niyə onları etibarlı tərəfdaşdan əldə etmək bu il verə biləcəyiniz ən vacib qərardır.

Yarımkeçirici sənaye niyə flüor tərkibli qazlardan bu qədər asılıdır?

Anlamaq üçün yarımkeçirmə sənayesi, dövri cədvələ baxmaq lazımdır. Silikon kətandır, amma flüor fırçadır. The Yarımkeçirici uydurma proses materialların təbəqələrinin qurulmasını və sonra sxemləri yaratmaq üçün onları seçici şəkildə çıxarmağı əhatə edir. Bu aradan qaldırılması prosesi aşındırma adlanır.

Flüor ən elektronmənfi elementdir. Sadə dillə desək, elektronlara inanılmaz dərəcədə acdır. Təqdim etdiyimiz zaman flüor qazı və ya flüorlu birləşmələr plazma kamerasına daxil olduqda, flüor atomları silisiumla aqressiv reaksiya verir və silikon dioksid. Bu kimyəvi reaksiya bərk silisiumu asanlıqla nasosla çıxarıla bilən uçucu qazlara (silikon tetraflorid kimi) çevirir. Bu kimyəvi reaktivlik olmadan biz müasir üçün lazım olan mikroskopik xəndəkləri və təmas dəliklərini yarada bilməzdik Elektron cihazlar.

İçində yüksək həcmli istehsal, sürət və dəqiqlik hər şeydir. Flüor tərkibli qazlar ötürmə qabiliyyətini saxlamaq üçün lazım olan yüksək aşındırma sürətlərini təmin edir, eyni zamanda bir materialı onun altındakı təbəqəyə zərər vermədən kəsmək üçün seçiciliyi təklif edir. Bu incə balanslaşdırma hərəkətidir kimya və fizika.

Flüor kimyasını yüksək dəqiqliklə aşındırma üçün bu qədər unikal edən nədir?

Soruşa bilərsiniz ki, niyə xlor və ya bromdan istifadə etmirsiniz? Biz müəyyən təbəqələr üçün edirik. Bununla belə, flüor kimyası silikon əsaslı materialların aşındırılması zamanı unikal üstünlük təklif edir. Silikon və flüor arasındakı bağ inanılmaz dərəcədə güclüdür. Nə vaxt flüor tərkibli plazma vafliyə dəyir, reaksiya ekzotermik və kortəbii olur.

Sehrli baş verir plazma. a yarımkeçirici proses kamera, biz Karbon Tetraflorid (CF4) və ya Kükürd Heksaflorid (SF6) kimi sabit qaza yüksək enerji tətbiq edirik. Bu, qazı parçalayaraq reaktiv buraxır flüor radikallar. Bu radikallar səthə hücum edir kövrək.

"Dəqiqliyi etçu çipin performansını müəyyən edir. Qazın təmizliyiniz dəyişirsə, aşındırma sürətiniz dəyişir və məhsuldarlığınız çökür."

Bu anlayışa gətirib çıxarır anizotrop aşındırma - yan yemək olmadan düz aşağı kəsmək. Qarışdırmaqla flüor digəri ilə proses qazları, mühəndislər xəndəyin profilinə mükəmməl nəzarət edə bilirlər. Biz kiçik qovşaqlara (7nm, 5nm və daha aşağı) keçdiyimiz zaman bu qabiliyyət vacibdir, burada hətta bir nanometr sapmanın da uğursuzluq olduğu bildirilir.

Yarımkeçiricilər istehsalında qazlar qabaqcıl aşındırma proseslərini necə idarə edir?

Etch prosesləri heykəltəraşlıq alətləridir fabs. İki əsas növü var: yaş aşındırma (kimi maye kimyəvi maddələrdən istifadə etməklə hidrogen ftorid) və quru aşındırma (plazmadan istifadə etməklə). Müasir Ətraflı Yarımkeçirici qovşaqlar demək olar ki, yalnız quru plazma aşındırılmasına əsaslanır, çünki bu, daha dəqiqdir.

Tipik olaraq plazma aşındırma ardıcıllıq, a flüorlu qaz təqdim edilir. İstifadə olunan müxtəlifliyə baxaq:

• Karbon tetraflorid (CF4): Oksid aşındırmaq üçün işçi qüvvəsi.
• Oktafluorosiklobutan (C4F8): Xəndəyin yan divarlarına bir polimer təbəqə qoymaq üçün istifadə olunur, dibi daha dərindən oyulmuş halda onları qoruyur.
• Kükürd Heksaflorid (SF6): Son dərəcə sürətli silikon aşındırma dərəcələri ilə tanınır.

arasında qarşılıqlı əlaqə plazma və substrat mürəkkəbdir. Bu, ionların fiziki bombardmanını və radikalların kimyəvi reaksiyasını əhatə edir. The yarımkeçiricilərin istehsalı üçün avadanlıq bu qazların axınına, təzyiqinə və qarışığına ciddi nəzarət etməlidir. Əgər ixtisas qazı nəm kimi çirkləri ehtiva edir, ötürmə xətlərində və ya kamerada hidroflorik turşu əmələ gətirərək korroziyaya və hissəcik qüsurlarına səbəb ola bilər.

Nitrogen trifluoride kamera təmizləyici tətbiqlərin kralıdır?

İsə aşındırma və təmizləmə əl-ələ verin, istehsal avadanlığının təmizlənməsi vafli emal etmək qədər vacibdir. ərzində Kimyəvi buxarlanma (CVD), silikon və ya volfram kimi materiallar vafli üzərinə qoyulur. Bununla belə, bu materiallar kameranın divarlarını da örtür. Əgər bu qalıq yığılarsa, o, qabarır və vaflilərin üzərinə düşür və qüsurlara səbəb olur.

Daxil edin Azot triflorid (NF3).

İllər əvvəl sənaye istifadə flüorlu istixana kameranın təmizlənməsi üçün C2F6 kimi qazlar. Bununla belə, NF3 standart halına gəldi kamera təmizləmə prosesləri yüksək səmərəliliyinə görə. Uzaq plazma mənbəyində parçalandıqda, NF3 böyük miqdarda əmələ gətirir flüor atomları. Bu atomlar kameranın divarlarını təmizləyir, bərk qalıqları pompalanan qaza çevirir.

Azot trifluoride daha yüksək istifadə dərəcəsinə (qazdan daha çox istifadə olunur) və köhnələrə nisbətən daha az emissiyaya malik olduğu üçün üstünlük verilir. təmizləyici maddələr. Obyekt meneceri üçün bu, texniki xidmət üçün daha az dayanma müddəti və daha sürətli ötürmə qabiliyyəti deməkdir.

Hansı flüorlu birləşmələr yüksək həcmli istehsal üçün vacibdir?

Bu yarımkeçirici təchizat zənciri xüsusi bir səbətə əsaslanır flüor tərkibli qazlar. Hər birinin xüsusi "resepti" və ya tətbiqi var. At Jiangsu Huazhong Qaz, biz aşağıdakılara böyük tələbat görürük:

Bunlar flüorlu birləşmələr həyat qanıdır yüksək həcmli istehsal. Bunların davamlı axını olmadan yarımkeçiricilərdə olan qazlar istehsal, xətlər dayanır. Bu qədər sadədir. Buna görə də Erik Miller kimi satınalma menecerləri daima nəzarət edir tədarük zənciri pozuntular üçün.

Niyə yüksək təmizlikli qazlar yarımkeçirici məhsuldarlığın əsasını təşkil edir?

Bunu kifayət qədər vurğulaya bilmirəm: Saflıq hər şeydir.

Haqqında danışanda yüksək saflıq qazları, biz qaynaq üçün istifadə olunan "sənaye dərəcəli" haqqında danışmırıq. Söhbət 5N (99,999%) və ya 6N (99,9999%) təmizlikdən gedir.

Niyə? Çünki a yarımkeçirici cihaz nanometrlərlə ölçülən xüsusiyyətlərə malikdir. Bir metal çirkinin tək molekulu və ya az miqdarda nəmlik (H2O) qısaqapanmaya səbəb ola bilər və ya təbəqənin yapışmasının qarşısını ala bilər.

• Nəmlik: ilə reaksiya verir flüor qaz nəqli sistemini korroziyaya uğradan HF yaratmaq.
• Oksigen: Silikonu nəzarətsiz şəkildə oksidləşdirir.
• Ağır metallar: Transistorun elektrik xüsusiyyətlərini məhv edin.

Təchizatçı olaraq bizim işimiz bunu təmin etməkdir yüksək təmizlik ksenon və ya Elektron dərəcəli azot oksidi Siz ciddi qarşılayır Sənaye standartları. Biz aşkar etmək üçün qabaqcıl qaz xromatoqrafiyasından istifadə edirik İz çirkləri milyardda hissəyə (ppb) qədər azalır. Alıcı üçün Analiz Sertifikatını (COA) görmək sadəcə sənədləşmə işi deyil; onların zəmanətidir Yarımkeçirici uydurma fəlakətli gəlir qəzası ilə üzləşməyəcək.

Sənaye istixana qazı emissiyalarını və GWP-ni necə idarə edir?

Otaqda bir fil var: mühit. Çox flüorlu qazlar yüksək var Qlobal İstiləşmə Potensialı (GWP). Məsələn, Kükürd hexafluoride (SF6) ən çox biridir güclü istixana qazları CO2-dən minlərlə dəfə yüksək GWP ilə insanlara məlumdur.

Bu yarımkeçiricilər istehsalı sənayesi karbon izlərini azaltmaq üçün böyük təzyiq altındadır. Bu, iki əsas dəyişikliyə səbəb oldu:

1. Azaltma: Fabs onların egzoz xətlərinə kütləvi “yandırma qutuları” və ya skrubberlər quraşdırırlar. Bu sistemlər reaksiya verməyənləri parçalayır istixana qazı atmosferə buraxılmazdan əvvəl.
2. Əvəzetmə: Tədqiqatçılar alternativ axtarırlar etçu aşağı GWP ilə qazlar. Bununla belə, ətraf mühitə təsiri olmadan C4F8 və ya SF6 kimi fəaliyyət göstərən bir molekul tapmaq kimyəvi cəhətdən çətindir.

Azot trifluoride təmizlik üçün düzgün istiqamətdə bir addım idi, çünki köhnə PFC-lərə nisbətən daha asan parçalanır və nəticədə daha az ümumi emissiya azaltma sistemləri düzgün işləyirsə. Azaldılması İstixana qazı tullantıları artıq sadəcə bir PR hərəkəti deyil; AB və ABŞ-da tənzimləyici tələbdir.

Yarımkeçirici təchizat zənciri xüsusi qaz çatışmazlığına həssasdırmı?

Son bir neçə il bizə nəyisə öyrətdisə, o da budur tədarük zənciri kövrəkdir. Yarımkeçirici istehsalçıları neondan tutmuş hər şeyin çatışmazlığı ilə üzləşib floropolimerlər.

təchizatı flüor qazı və onun törəmələri flüorspatın (kalsium flüorid) çıxarılmasından asılıdır. Çin bu xammalın əsas qlobal mənbəyidir. Geosiyasi gərginlik artdıqda və ya logistika marşrutları tıxandıqda, bunların mövcudluğu kritikdir proses qazları aşağı düşür, qiymətlər isə havaya qalxır.

Erik kimi bir alıcı üçün "Fors-major" qorxusu realdır. Bunu azaltmaq üçün fərasətli şirkətlər təchizatçılarını şaxələndirirlər. Özlərinə sahib olan tərəfdaşlar axtarırlar izo-tanklar və logistik şəbəkələr qurmuşlar. Etibarlılıq logistika qazın təmizliyi qədər vacibdir. Ən təmizinə sahib ola bilərsiniz C4F8 qazı dünyada, lakin bir limanda ilişibsə, bu, üçün faydasızdır fab.

Hidrogen florid və digər zəhərli materiallarla işləmək üçün təhlükəsizlik protokolları hansılardır?

Təhlükəsizlik sənayemizin əsasını təşkil edir. Çox flüor tərkibli qazlar ya zəhərli, boğucu, ya da yüksək reaktivdir. Hidrogen florid Tez-tez yaş aşındırmada istifadə edilən və ya əlavə məhsul kimi yaranan (HF) xüsusilə təhlükəlidir. Dəriyə nüfuz edir və sümük quruluşuna hücum edir.

Bu materialların idarə edilməsi ciddi təlim və xüsusi avadanlıq tələb edir.

• Silindrlər: DOT/ISO sertifikatına malik olmalı və daxili korroziyaya görə mütəmadi olaraq yoxlanılmalıdır.
• Vanalar: Diafraqma klapanları sızmanın qarşısını almaq üçün istifadə olunur.
• Sensorlar: Yarımkeçirici fab ən kiçik sızma zamanı siqnalları işə salan qaz aşkarlama sensorları ilə örtülmüşdür.

Silindr doldurduğumuz zaman Elektron dərəcəli azot oksidi və ya zəhərli etchant, biz onu yüklənmiş silah kimi qəbul edirik. Biz silindrin hissəciklərin qarşısını almaq üçün içəridən cilalanmasını və klapanın qapağını və möhürlənməsini təmin edirik. Bunu bilən müştərilərimiz üçün deşik və ya etchant təhlükəsiz, uyğun qablaşdırmada çatdıqda böyük bir rahatlamadır.

Yarımkeçiricilərin istehsalı prosesində istifadə olunan materialları qarşıda nə gözləyir?

Bu yarımkeçirici istehsalı yol xəritəsi aqressivdir. Çiplər Gate-All-Around (GAA) tranzistorları kimi 3D strukturlara keçdikcə, mürəkkəblik aşındırma və təmizləmə artır. Biz daha ekzotik tələbat görürük flüorlu qaz atom dəqiqliyi ilə dərin, dar dəlikləri aşındıra bilən qarışıqlar.

Atom qatının aşındırılması (ALE) materialı hər dəfə bir atom qatını çıxaran yeni yaranan bir texnikadır. Bu, inanılmaz dərəcədə dəqiq dozaj tələb edir reaktiv qazlar. Bundan əlavə, "yaşıl" istehsala təkan, çox güman ki, yeni istehsalın qəbuluna səbəb olacaq flüor kimyası aşağı ilə eyni performansı təklif edir GWP.

Gələcək həm qazın sintezində, həm də təmizlənməsində yenilik edə bilənlərə məxsusdur. kimi Yarımkeçirici materiallar təkamül edərsə, onları formalaşdırmaq üçün istifadə olunan qazlar da təkamül etməlidir.

Açar Takeaways

• Flüor vacibdir: Flüor kimyası üçün əsas şərtdir etçu və təmiz addımlar Yarımkeçirici İstehsalat.
• Saflıq kraldır: Yüksək təmizlik (6N) qüsurların qarşısını almaq və təmin etmək üçün müzakirə edilə bilməz prosesin sabitliyi.
• Qazların müxtəlifliyi: CF4, SF6 və kimi müxtəlif qazlar Azot trifluoride xüsusi rolları yerinə yetirir uydurma.
• Ətraf mühitə təsir: İdarəetmə İstixana qazı tullantıları və azaldılması kritik sənaye problemidir.
• Təchizat Təhlükəsizliyi: Möhkəm tədarük zənciri istehsalın dayandırılmasının qarşısını almaq üçün etibarlı tərəfdaşlar lazımdır.

Jiangsu Huazhong Gas-da biz bu çətinlikləri başa düşürük, çünki onları hər gün yaşayırıq. Lazım olsa Yüksək Təmizlik Ksenon ən yeni aşındırma prosesiniz və ya standart sənaye qazlarının etibarlı çatdırılması üçün biz gələcəyi quran texnologiyanı dəstəkləmək üçün buradayıq.