С бързото развитие на глобалната полупроводникова индустрия процесите за производство на чипове навлязоха напълно в нанометровата ера. В този изключително прецизен производствен процес всяко малко колебание в околната среда или замърсяване на материала може да доведе до бракуване на цяла партида вафли. Следователно електронните специални газове и индустриалните газове с висока чистота играят незаменима роля. Сред тях, течен аргон с висока чистота се превърна в незаменим ключов консуматив в ежедневните операции на полупроводникови фабрики поради своята изключителна химическа инертност и отлични физически свойства.

Тази статия ще анализира задълбочено основните приложения на течния аргон в процесите на производство на чипове и ще предостави професионално ръководство за снабдяване за екипите на корпоративната верига за доставки.

Основни приложения: Защо течният аргон е неотделим от производството на полупроводници?

В процеса на производство на полупроводници от предния край на линията (FEOL), течният аргон за полупроводници се прилага основно в следните основни етапи, които определят добива на продукта:

• Физическо отлагане на пари (PVD) / разпръскване: Изключително чистият газ аргон, образуван от газификацията на течен аргон, е най-масовият работен газ в процесите на PVD разпръскване. Във вакуумната камера аргоновите йони се ускоряват от електрическо поле, за да бомбардират целевия материал, карайки целевите атоми да се изместят и да се отложат равномерно върху повърхността на пластината, за да образуват метален филм. Високата чистота е предпоставка за осигуряване на плътност и електрическа консистенция на филма.
• 
  

• Абсолютно безопасна инертна защитна атмосфера: По време на процеса на изтегляне на монокристален силиций (като процеса на Чохралски) и процесите на високотемпературно отгряване, силицийът лесно реагира с кислорода при високи температури. Следователно газът аргон трябва непрекъснато да се въвежда, за да замести въздуха, осигурявайки абсолютно инертна среда, изолирана от кислород и влага, като по този начин се гарантира перфектният растеж на силициевата кристална решетка.
• 
  
• Криогенна технология и технология за почистване на вафли: При усъвършенствани процеси като екстремна ултравиолетова (EUV) литография, ултраниските температурни характеристики на течния аргон (точка на кипене -186°C) понякога се прилагат към охладителните системи на прецизно оборудване. Едновременно с това аргонова аерозолна технология се използва и за физическо микропочистване в нанометров мащаб върху повърхности на вафли, което може да отстрани неразрушително малки частици.
• 
  

Качеството определя добива: Строгите стандарти за течен аргон с висока чистота

Изискванията на полупроводниковата индустрия към суровините са изключително сурови. Обикновеният промишлен течен аргон обикновено трябва само да достигне чистота от 99,9% или 99,99%, но това далеч не отговаря на нуждите на производството на чипове. За квалифициран течен аргон с висока чистота, базовата чистота обикновено се изисква да достигне 99,999% (5N), а в напреднали възли дори трябва да достигне 99,9999% (6N) или по-висока.

По-важен е контролът на примесите. Съдържанието на кислород, азот, влага, общи въглеводороди (THC) и следи от метални йони трябва да се контролира стриктно на ниво ppb (части на милиард) или дори ppt (части на трилион). Дори ако малко количество примеси се смеси в газопровода, то ще образува микродефекти върху повърхността на пластината, причинявайки късо съединение на чипа или изтичане на ток, директно намалявайки процента на добив и водейки до огромни икономически загуби.

Ръководство за обществени поръчки: Как да оцените и изберете професионален доставчик на течен аргон?

Като се има предвид решаващата роля на газовете с висока чистота в работата на производствените линии, намирането и осигуряването на напълно квалифициран и способен доставчик на течен аргон е основна задача за екипите по снабдяването и веригата за доставки. Когато оценявате потенциални доставчици, се препоръчва да се съсредоточите върху следните три измерения:

Строг контрол на качеството и възможности за тестване: Отличните доставчици трябва да бъдат оборудвани с първокласно оборудване за анализ на следи като газови хроматографи (GC) и масспектрометри (MS). Те трябва да могат да предоставят подробен сертификат за автентичност (Сертификат за анализ) за всяка партида, за да гарантират абсолютна последователност в чистотата между доставките.

Силна устойчивост на веригата за доставки и стабилност на доставките: Фабриките обикновено работят 24/7/365 и цената на времето за престой е изключително висока. Следователно доставчиците трябва да притежават масивни локализирани възможности за съхранение на течности, собствен флот от криогенни камиони-цистерни и изчерпателни планове за действие при извънредни ситуации за осигуряване на аварийни доставки.

Усъвършенствани контейнери и технология против „вторично замърсяване“: Без значение колко висока е чистотата на газа, той е безполезен, ако се замърси по време на транспортиране. Фокусът трябва да бъде върху криогенните резервоари за съхранение и технологиите за обработка на вътрешната стена на резервоара (като например дали е преминал електрополиране/EP обработка), както и стандартните оперативни процедури (SOP) за продухване на клапани и тръбопроводи по време на етапите на пълнене и прехвърляне, като се гарантира, че високата чистота може да бъде доставена направо от завода до терминала на клиента.

Заключение

Съгласно непрекъснатото развитие на закона на Мур, течният аргон с висока чистота е не само основен консуматив, но и „невидим ескорт“ за усъвършенствани полупроводникови процеси. Научно и стриктно оценяване и подбор на a доставчик на течен аргон с всеобхватна сила за осигуряване на висококачествено и стабилно снабдяване с течен аргон за полупроводници е ключовият крайъгълен камък за всяко предприятие за производство на полупроводници за подобряване на добива на процеса и победа в конкуренцията на световния пазар.