La moderna mondo funkcias per blatoj. De la inteligenta telefono en via poŝo ĝis la gvidsistemoj en aerspaca inĝenierado, la eta duonkondukta aparato estas la nekantita heroo de la cifereca epoko. Sed kio estas la heroo malantaŭ la heroo? Ĝi estas la nevidebla, ofte volatila mondo de specialaj gasoj. Specife, fluora kemio ludas pivotan rolon en la fabrikado de semikonduktaĵoj procezo kiu simple ne povas esti anstataŭigita.

Se vi administras provizoĉenon aŭ kontrolas produktan kvaliton en a duonkonduktaĵo fandejo, vi scias, ke la marĝeno por eraro estas nula. Ununura pikilo en humideco aŭ mikroskopa partiklo povas ruinigi multmilion-dolaran produktadon. Ĉi tiu artikolo plonĝas profunde en la rolon de fluorenhava gasoj - kial ni uzas ilin, la specifa kemio kiu faras ilin efikaj, kaj la kritika graveco de provizoĉeno-stabileco kaj pureco. Ni esploros kiel ĉi tiuj altpuraj gasoj estas uzataj en etch kaj deponaj paŝoj, kaj kial provi ilin de fidinda partnero estas la plej grava decido, kiun vi povas fari ĉi-jare.

Kial la duonkondukta industrio tiom dependas de fluor-enhavantaj gasoj?

Por kompreni la industrio de duonkonduktaĵoj, vi devas rigardi la periodan tabelon. Silicio estas la kanvaso, sed fluoro estas la peniko. La fabrikado de duonkonduktaĵoj procezo implikas konstrui tavolojn de materialoj kaj tiam selekteme forigi ilin por krei cirkvitojn. Ĉi tiu foriga procezo estas nomita akvaforto.

Fluoro estas la plej elektronegativa elemento. En simplaj terminoj, ĝi estas nekredeble malsata je elektronoj. Kiam ni prezentas fluora gaso aŭ fluorigitaj komponaĵoj en plasmoĉambron, la fluoraj atomoj reagas agreseme kun silicio kaj silicia dioksido. Ĉi tiu kemia reago igas solidan silicion en volatilajn gasojn (kiel silicio-tetrafluorido) kiuj povas esti facile pumpitaj for. Sen ĉi tiu kemia reagemo, ni ne povus krei la mikroskopajn tranĉeojn kaj kontaktotruojn necesajn por moderna elektronikaj aparatoj.

En altvoluma fabrikado, rapideco kaj precizeco estas ĉio. Fluor-enhavantaj gasoj havigu la altajn akvafortajn indicojn necesajn por daŭrigi la trairon, dum ankaŭ proponante la selektivecon tranĉi tra unu materialo sen damaĝi la tavolon sub ĝi. Ĝi estas delikata ekvilibra ago de kemio kaj fiziko.

Kio faras fluoran kemion tiel unika por altprecizeca akvaforto?

Vi povus demandi, kial ne uzi kloron aŭ bromon? Ni faras, por certaj tavoloj. Tamen, fluora kemio ofertas unikan avantaĝon dum akvaforto de silicio-bazitaj materialoj. La ligo inter silicio kaj fluoro estas nekredeble forta. Kiam fluorenhava plasmo trafas la oblaton, la reago estas eksoterma kaj spontanea.

La magio okazas en la plasmo. En a duonkondukta procezo kamero, ni aplikas altan energion al stabila gaso kiel Karbona Tetrafluorido (CF4) aŭ Sulfura Heksafluorido (SF6). Ĉi tio disigas la gason, liberigante reaktivan fluoro radikaluloj. Ĉi tiuj radikaluloj atakas la surfacon de la olato.

"La precizeco de la etch difinas la rendimenton de la blato. Se via gaspureco variadas, via akvafortofteco variadas, kaj via rendimento frakasas."

Ĉi tio kondukas al la koncepto de anizotropa akvaforto—tranĉi rekte malsupren sen manĝi flanken. Per miksado fluoro kun aliaj procezaj gasoj, inĝenieroj povas perfekte kontroli la profilon de la tranĉeo. Ĉi tiu kapablo estas esenca dum ni moviĝas al pli malgrandaj nodoj (7nm, 5nm kaj malsupre), kie eĉ nanometro de devio estas fiasko.

Kiel gasoj en fabrikado de semikonduktaĵoj kondukas progresintajn akvafortajn procezojn?

Etch-procezoj estas la skulptaj iloj de la fabs. Estas du ĉefaj tipoj: malseka akvaforto (uzante likvajn kemiaĵojn kiel hidrogena fluorido) kaj seka akvaforto (uzante plasmon). Moderna altnivela duonkonduktaĵo nodoj preskaŭ dependas ekskluzive de seka plasmo-akvaforto ĉar ĝi estas multe pli preciza.

En tipa plasma akvaforto sekvenco, a fluorina gaso estas enkondukita. Ni rigardu la varion uzatan:

• Karbontetrafluorido (CF4): La laborĉevalo por oksidakvaforto.
• Oktafluorociclobutano (C4F8): Uzita por deponi polimeran tavolon sur la flankmuroj de la tranĉeo, protektante ilin dum la fundo estas gravurita pli profunde.
• Sulfura Heksafluorido (SF6): Konata pro ekstreme rapidaj siliciaj akvafortaj tarifoj.

La interago inter la plasmo kaj la substrato estas kompleksa. Ĝi implikas fizikan bombadon de jonoj kaj kemian reagon de radikaluloj. La ekipaĵo de fabrikado de duonkonduktaĵoj devas strikte kontroli la fluon, premon kaj miksaĵon de tiuj gasoj. Se la speciala gaso enhavas malpuraĵojn kiel malsekecon, ĝi povas formi fluor-acidon ene de la liverlinioj aŭ la kamero, kaŭzante korodon kaj partiklodifektojn.

Kial Nitrogen Trifluoride estas la reĝo de ĉambraj purigadoj?

Dum akvaforto kaj purigado iru mano en mano, purigado de la fabrikada ekipaĵo estas same esenca kiel prilaborado de la oblato. Dum Kemia Vapordeponado (CVD), materialoj kiel silicio aŭ volframo estas deponitaj sur la oblaton. Tamen, ĉi tiuj materialoj ankaŭ kovras la murojn de la ĉambro. Se ĉi tiu restaĵo akumuliĝas, ĝi defaliĝas kaj falas sur la oblatojn, kaŭzante difektojn.

Eniru Nitrogena trifluorido (NF3).

Antaŭ jaroj, la industrio uzis fluorina forcejo gasoj kiel C2F6 por ĉambra purigado. Tamen, NF3 fariĝis la normo por procezoj de purigado de ĉambro pro ĝia alta efikeco. Se rompite en fora plasmofonto, NF3 generas masivan kvanton da fluoraj atomoj. Ĉi tiuj atomoj purigas la ĉambrajn murojn, igante solidajn restaĵojn en gason elpumpitan.

Nitrogena trifluorido estas preferita ĉar ĝi havas pli altan utiligan indicon (pli da la gaso estas fakte uzita) kaj pli malaltajn emisiojn kompare kun pli malnovaj. purigaj agentoj. Por instalaĵmanaĝero, tio signifas malpli da malfunkcio por prizorgado kaj pli rapida trairo.

Kiuj fluorigitaj komponaĵoj estas esencaj por altvoluma fabrikado?

La duonkondukta provizoĉeno dependas de korbo de specifaj fluor-enhavantaj gasoj. Ĉiu havas specifan "recepton" aŭ aplikon. Ĉe Jiangsu Huazhong Gaso, ni vidas amasan postulon por la sekvanta:

Ĉi tiuj fluorigitaj komponaĵoj estas la vivsango de altvoluma fabrikado. Sen konstanta fluo de ĉi tiuj gasoj en duonkonduktaĵo produktado, la linioj ĉesas. Ĝi estas tiel simpla. Jen kial aĉetaj administrantoj kiel Eric Miller konstante kontrolas la provizoĉeno por interrompoj.

Kial altpuraj gasoj estas la spino de duonkonduktaĵo-rendimento?

Mi ne povas sufiĉe emfazi ĉi tion: Pureco estas ĉio.

Kiam ni parolas pri altpuraj gasoj, ni ne parolas pri "industria grado" uzata por veldado. Ni parolas pri 5N (99,999%) aŭ 6N (99,9999%) pureco.

Kial? Ĉar a duonkondukta aparato havas trajtojn mezuritaj en nanometroj. Ununura molekulo de metala malpureco aŭ spurkvanto de humideco (H2O) povas kaŭzi fuŝkontakton aŭ malhelpi tavolon aliĝi.

• Humideco: Reagas kun fluoro krei HF, kiu korodas la gasliversistemon.
• Oksigeno: Oksigenas la silicion neregeble.
• Pezmetaloj: Detruu la elektrajn ecojn de la transistoro.

Kiel provizanto, nia tasko estas certigi ke la altpura Ksenono aŭ Elektronika Grada Nitrooksido vi ricevas renkontas striktajn industriaj normoj. Ni uzas altnivelan gaskromatografion por detekti spuras malpuraĵojn malsupren al partoj per miliardo (ppb). Por aĉetanto, vidi la Atestilon pri Analizo (COA) ne estas nur papero; estas la garantio, ke ilia fabrikado de duonkonduktaĵoj ne alfrontos katastrofan rendimentokraŝon.

Kiel la industrio administras forcej-efikaj gasoj kaj GWP?

Estas elefanto en la ĉambro: la medio. Multaj fluorigitaj gasoj havi altan Potencialo de Tutmonda Varmiĝo (GWP). Ekzemple, Heksafluorido de sulfuro (SF6) estas unu el la plej potencaj forcej-efikaj gasoj konata de homo, kun GWP miloble pli alta ol CO2.

La industrio de semikonduktaĵo estas sub grandega premo redukti sian karbonsignon. Ĉi tio kaŭzis du gravajn ŝanĝojn:

1. Malkresko: Fabs instalas masivajn "bruligajn skatolojn" aŭ frotilojn sur siaj ellaslinioj. Ĉi tiuj sistemoj malkonstruas la nereagitan forceja gaso antaŭ ol ĝi estas liberigita en la atmosferon.
2. Anstataŭigo: Esploristoj serĉas alternativon etch gasoj kun pli malalta GWP. Tamen trovi molekulon kiu funkcias same kiel C4F8 aŭ SF6 sen la media efiko estas kemie malfacila.

Nitrogena trifluorido estis paŝo en la ĝusta direkto por purigado ĉar ĝi rompiĝas pli facile ol pli malnovaj PFC, rezultigante malpli entute. emisio se reduktaj sistemoj funkcias ĝuste. Reduktante ellasoj de forceja gaso ne plu estas nur PR-movo; ĝi estas reguliga postulo en EU kaj Usono.

Ĉu la duonkondukta provizoĉeno estas vundebla al speciala gasa manko?

Se la lastaj jaroj instruis al ni ion, tio estas ke la provizoĉeno estas fragila. Fabrikistoj de semikonduktaĵoj alfrontis mankon de ĉio de neono ĝis fluoropolimeroj.

La provizo de fluora gaso kaj ĝiaj derivaĵoj dependas de la minado de fluorspato (kalcia fluorido). Ĉinio estas ĉefa tutmonda fonto de ĉi tiu krudaĵo. Kiam geopolitikaj streĉiĝoj pliiĝas aŭ loĝistikaj itineroj ŝtopiĝas, la havebleco de tiuj kritikas procezaj gasoj falas, kaj prezoj altiĝas.

Por aĉetanto kiel Eriko, la timo de "Force Majeure" estas reala. Por mildigi ĉi tion, saĝaj kompanioj diversigas siajn provizantojn. Ili serĉas partnerojn, kiuj posedas sian propran izo-tankoj kaj establis loĝistikajn retojn. Fidindeco en loĝistiko estas same grava kiel la pureco de la gaso. Vi povas havi la plej puran C4F8-gaso en la mondo, sed se ĝi estas blokita ĉe haveno, ĝi estas senutila por la fab.

Kio estas la sekurecaj protokoloj por manipuli Hidrogenan Fluoridon kaj aliajn toksajn materialojn?

Sekureco estas la bazo de nia industrio. Multaj fluorenhava gasoj estas aŭ toksaj, sufokantoj, aŭ tre reaktivaj. Hidrogena fluorido (HF), ofte uzata en malseka akvaforto aŭ generita kiel kromprodukto, estas precipe danĝera. Ĝi penetras la haŭton kaj atakas la ostan strukturon.

Manipulado de ĉi tiuj materialoj postulas rigoran trejnadon kaj specialecan ekipaĵon.

• Cilindroj: Devas esti DOT/ISO atestita kaj regule inspektita por interna korodo.
• Valvoj: Diafragmvalvoj estas uzataj por malhelpi elfluadon.
• Sensiloj: Fabrikoj de duonkonduktaĵoj estas kovritaj per gas-detektaj sensiloj kiuj ekigas alarmojn ĉe la plej eta liko.

Kiam ni plenigas cilindron per Elektronika Grada Nitrooksido aŭ toksa akvafortaĵo, ni traktas ĝin kiel ŝarĝitan armilon. Ni certigas, ke la cilindro estas polurita interne por malhelpi partikulojn kaj ke la valvo estas kovrita kaj sigelita. Por niaj klientoj, sciante ke la portanta gaso aŭ etchant alvenas en sekura, konforma pakado estas grava reliefo.

Kio estas antaŭen por materialoj uzataj en la procezo de fabrikado de semikonduktaĵoj?

La produktado de duonkonduktaĵoj vojmapo estas agresema. Ĉar fritoj moviĝas al 3D strukturoj kiel Gate-All-Around (GAA) transistoroj, la komplekseco de akvaforto kaj purigado pliiĝas. Ni vidas postulon por pli ekzotikaj fluorina gaso miksaĵoj kiuj povas gravuri profundajn, mallarĝajn truojn kun atoma precizeco.

Atomtavola akvaforto (ALE) estas emerĝanta tekniko kiu forigas materialon unu atomtavolon samtempe. Ĉi tio postulas nekredeble precizan dozon de reaktivaj gasoj. Plue, la puŝo por "verda" fabrikado verŝajne kondukos la adopton de nova fluora kemio kiu proponas la saman rendimenton kun pli malalta GWP.

La estonteco apartenas al tiuj, kiuj povas novigi kaj en gassintezo kaj purigado. Kiel semikonduktaĵaj materialoj evolui, ankaŭ la gasoj uzataj por formi ilin devas evolui.

Ŝlosilaj Prenoj

• Fluoro estas Esenca: Fluora kemio estas la ŝlosila ebliganto por etch kaj purigi enpaŝas fabrikado de semikonduktaĵoj.
• Pureco estas Reĝo: Altpura (6N) estas nenegocebla por malhelpi difektojn kaj certigi proceza stabileco.
• Vario de Gasoj: Malsamaj gasoj kiel CF4, SF6, kaj Nitrogena trifluorido servi specifajn rolojn en fabrikado.
• Media Efiko: Administrado ellasoj de forceja gaso kaj malpliigo estas kritika industria defio.
• Sekureco de Provizo: Fortika provizoĉeno kaj fidindaj partneroj estas necesaj por eviti produktadhaltojn.

Ĉe Jiangsu Huazhong Gas, ni komprenas ĉi tiujn defiojn ĉar ni vivas ilin ĉiutage. Ĉu vi bezonas Alta Pura Ksenono por via plej nova akvaforta procezo aŭ fidinda livero de normaj industriaj gasoj, ni estas ĉi tie por subteni la teknologion, kiu konstruas la estontecon.