Ժամանակակից աշխարհը աշխատում է չիպսերով: Ձեր գրպանում գտնվող սմարթֆոնից մինչև օդատիեզերական ճարտարագիտության ուղղորդման համակարգեր՝ փոքր կիսահաղորդչային սարք թվային դարաշրջանի աներևակայելի հերոսն է: Բայց ո՞րն է հերոսի հետևում կանգնած հերոսը: Դա հատուկ գազերի անտեսանելի, հաճախ անկայուն աշխարհն է: Մասնավորապես, ֆտորի քիմիա առանցքային դեր է խաղում կիսահաղորդիչների արտադրություն գործընթաց, որը պարզապես չի կարող փոխարինվել:

Եթե դուք ղեկավարում եք մատակարարման շղթան կամ վերահսկում եք արտադրանքի որակը ա կիսահաղորդիչ ձուլարան, դուք գիտեք, որ սխալի մարժան զրոյական է: Խոնավության մեկ աճը կամ մանրադիտակային մասնիկը կարող է փչացնել բազմամիլիոնանոց արտադրությունը: Այս հոդվածը խորը սուզվում է դերի մեջ ֆտոր պարունակող գազեր. ինչու ենք մենք դրանք օգտագործում, կոնկրետ քիմիա, որը դրանք արդյունավետ է դարձնում, և մատակարարման շղթայի կայունության և մաքրության կարևոր նշանակությունը: Մենք կուսումնասիրենք, թե ինչպես են դրանք բարձր մաքրության գազեր օգտագործվում են փորագրել և ավանդադրման քայլերը, և ինչու դրանք վստահելի գործընկերից ստանալը ամենակարևոր որոշումն է, որ կարող եք կայացնել այս տարի:

Ինչո՞ւ է կիսահաղորդչային արդյունաբերությունն այդքան կախված ֆտոր պարունակող գազերից:

Հասկանալու համար կիսահաղորդչային արդյունաբերություն, դուք պետք է նայեք պարբերական աղյուսակին: Սիլիկոնը կտավն է, բայց ֆտորին խոզանակն է։ Այն կիսահաղորդչային արտադրություն գործընթացը ներառում է նյութերի շերտերի կառուցում և այնուհետև դրանք ընտրողաբար հեռացնելով՝ շղթաներ ստեղծելու համար: Այս հեռացման գործընթացը կոչվում է փորագրություն:

Ֆտորին ամենաէլեկտրաբացասական տարրն է։ Պարզ ասած, այն անհավատալիորեն քաղցած է էլեկտրոնների համար: Երբ մենք ներկայացնում ենք ֆտոր գազ կամ ֆտորացված միացություններ պլազմային խցիկի մեջ ֆտորի ատոմները ագրեսիվ արձագանքում են սիլիցիումի և սիլիցիումի երկօքսիդ. Այս քիմիական ռեակցիան պինդ սիլիցիումը վերածում է ցնդող գազերի (ինչպես սիլիցիումի տետրաֆտորիդը), որոնք հեշտությամբ կարող են դուրս մղվել: Առանց այս քիմիական ռեակտիվության մենք չէինք կարող ստեղծել մանրադիտակային խրամատներ և կոնտակտային անցքեր, որոնք անհրաժեշտ են ժամանակակից էլեկտրոնային սարքեր.

Մեջ մեծածավալ արտադրություն, արագությունն ու ճշգրտությունը ամեն ինչ են։ Ֆտոր պարունակող գազեր ապահովել բարձր փորագրման արագություններ, որոնք անհրաժեշտ են թողունակությունը պահպանելու համար, միաժամանակ առաջարկելով ընտրողականություն մեկ նյութի միջով կտրելու համար՝ առանց դրա տակ գտնվող շերտը վնասելու: Դա նուրբ հավասարակշռող գործողություն է քիմիա և ֆիզիկա։

Ի՞նչն է ֆտորի քիմիան այդքան յուրահատուկ դարձնում բարձր ճշգրտության փորագրման համար:

Կարող եք հարցնել՝ ինչո՞ւ չօգտագործել քլոր կամ բրոմ: Մենք անում ենք, որոշակի շերտերի համար: Այնուամենայնիվ, ֆտորի քիմիա եզակի առավելություն է տալիս սիլիցիումի վրա հիմնված նյութերը փորագրելիս: Սիլիցիումի և ֆտորի միջև կապը աներևակայելի ամուր է: Երբ ֆտոր պարունակող պլազման հարվածում է վաֆլիին, ռեակցիան էկզոթերմիկ է և ինքնաբուխ:

Կախարդանքը տեղի է ունենում պլազմա. Ա կիսահաղորդչային գործընթաց խցիկ, մենք բարձր էներգիա ենք կիրառում այնպիսի կայուն գազի վրա, ինչպիսին է ածխածնի տետրաֆտորիդը (CF4) կամ ծծմբի հեքսաֆտորիդը (SF6): Սա բաժանում է գազը՝ ազատելով ռեակտիվ ֆտորին արմատականներ. Այս ռադիկալները հարձակվում են մակերեսի վրա վաֆլի.

«Ճշգրտությունը փորագրել սահմանում է չիպի աշխատանքը: Եթե ձեր գազի մաքրությունը տատանվում է, ձեր փորագրման արագությունը տատանվում է, և ձեր եկամտաբերությունը խափանում է»:

Սա հանգեցնում է հայեցակարգի անիզոտրոպ փորագրում — ուղիղ կտրում առանց կողք ուտելու: Խառնելով ֆտորին ուրիշի հետ գործընթացի գազեր, ինժեներները կարող են կատարելապես կառավարել խրամատի պրոֆիլը։ Այս հնարավորությունը կարևոր է, երբ մենք տեղափոխվում ենք ավելի փոքր հանգույցներ (7 նմ, 5 նմ և ավելի ցածր), որտեղ նույնիսկ մեկ նանոմետր շեղումը ձախողում է:

Ինչպե՞ս են գազերը կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ մղում առաջադեմ փորագրման գործընթացները:

Փորագրման գործընթացները -ի քանդակագործական գործիքներն են ֆաբս. Գոյություն ունեն երկու հիմնական տեսակ՝ թաց փորագրություն (օգտագործելով հեղուկ քիմիական նյութեր, ինչպիսիք են ջրածնի ֆտորիդ) և չոր փորագրություն (պլազմայի օգտագործմամբ): Ժամանակակից առաջադեմ կիսահաղորդիչ հանգույցները գրեթե բացառապես հիմնված են չոր պլազմայի փորագրման վրա, քանի որ այն շատ ավելի ճշգրիտ է:

Տիպիկ պլազմային փորագրություն հաջորդականություն, ա ֆտորացված գազ ներկայացվում է. Դիտարկենք օգտագործված բազմազանությունը.

• Ածխածնի տետրաֆտորիդ (CF4): Օքսիդային փորագրման աշխատասեղան:
• Octafluorocyclobutane (C4F8): Օգտագործվում է խրամուղու կողային պատերին պոլիմերային շերտ դնելու համար՝ պաշտպանելով դրանք, մինչ հատակն ավելի խորն է փորագրված:
• ծծմբի հեքսաֆտորիդ (SF6): Հայտնի է չափազանց արագ սիլիցիումի փորագրման արագությամբ:

-ի միջև փոխազդեցությունը պլազմա և սուբստրատ բարդ է. Այն ներառում է ֆիզիկական ռմբակոծում իոնների կողմից և քիմիական ռեակցիա ռադիկալների կողմից: Այն կիսահաղորդիչների արտադրության սարքավորումներ պետք է խստորեն վերահսկի այդ գազերի հոսքը, ճնշումը և խառնուրդը: Եթե մասնագիտացված գազ պարունակում է այնպիսի կեղտեր, ինչպիսին խոնավությունն է, այն կարող է ձևավորել հիդրոֆտորաթթու առաքման գծերի կամ խցիկի ներսում՝ առաջացնելով կոռոզիա և մասնիկների թերություններ:

Ինչու՞ է ազոտի տրիֆտորիդը պալատի մաքրման կիրառությունների թագավորը:

Մինչդեռ փորագրում և մաքրում ձեռք ձեռքի տված, արտադրական սարքավորումների մաքրումը նույնքան կարևոր է, որքան վաֆլի մշակումը: ընթացքում Քիմիական գոլորշիների նստեցում (CVD), նյութերը, ինչպիսիք են սիլիցիումը կամ վոլֆրամը, դրվում են վաֆլի վրա: Այնուամենայնիվ, այս նյութերը ծածկում են նաև խցիկի պատերը: Եթե ​​այս մնացորդը կուտակվում է, այն շերտավորվում է և ընկնում վաֆլիների վրա՝ առաջացնելով թերություններ:

Մուտքագրեք Ազոտի տրիֆտորիդ (NF3).

Տարիներ առաջ արդյունաբերությունն օգտագործում էր ֆտորացված ջերմոց գազեր, ինչպիսիք են C2F6-ը խցիկի մաքրման համար: Այնուամենայնիվ, NF3-ը դարձել է ստանդարտ պալատի մաքրման գործընթացները իր բարձր արդյունավետության պատճառով: Հեռավոր պլազմայի աղբյուրում քայքայվելիս NF3-ն առաջացնում է հսկայական քանակություն ֆտորի ատոմներ. Այս ատոմները մաքրում են խցիկի պատերը՝ պինդ մնացորդները վերածելով գազի, որը դուրս է մղվում:

Ազոտի Տրիֆտորիդ նախընտրելի է, քանի որ այն ունի օգտագործման ավելի բարձր մակարդակ (իրականում ավելի շատ գազ է օգտագործվում) և ավելի ցածր արտանետումներ՝ համեմատած հինների հետ։ մաքրող միջոցներ. Հաստատության մենեջերի համար դա նշանակում է սպասարկման ավելի քիչ ժամանակ և ավելի արագ թողունակություն:

Ո՞ր ֆտորացված միացություններն են անհրաժեշտ մեծածավալ արտադրության համար:

Այն կիսահաղորդիչների մատակարարման շղթա հենվում է կոնկրետ զամբյուղի վրա ֆտոր պարունակող գազեր. Յուրաքանչյուրն ունի կոնկրետ «բաղադրատոմս» կամ կիրառություն: ժամը Jiangsu Huazhong գազ, մենք տեսնում ենք հետևյալի զանգվածային պահանջարկը.

Սրանք ֆտորացված միացություններ են կյանքի արյունը մեծածավալ արտադրություն. Առանց դրանց կայուն հոսքի գազերը կիսահաղորդչում արտադրությունը, գծերը կանգ են առնում։ Դա այնքան պարզ է: Ահա թե ինչու Էրիկ Միլլերի նման գնումների մենեջերները մշտապես վերահսկում են մատակարարման շղթա խափանումների համար.

Ինչու են բարձր մաքրության գազերը կիսահաղորդիչների ելքի հիմքը:

Ես չեմ կարող սա բավականաչափ շեշտել. մաքրությունն ամեն ինչ է:

Երբ մենք խոսում ենք բարձր մաքրության գազեր, մենք չենք խոսում եռակցման համար օգտագործվող «արդյունաբերական կարգի» մասին։ Խոսքը 5N (99,999%) կամ 6N (99,9999%) մաքրության մասին է։

Ինչո՞ւ։ Քանի որ ա կիսահաղորդչային սարք ունի նանոմետրերով չափված հատկանիշներ: Մետաղի խառնուրդի մեկ մոլեկուլը կամ խոնավության հետք քանակությունը (H2O) կարող է կարճ միացում առաջացնել կամ խոչընդոտել շերտի կպչունությունը:

• Խոնավություն: Արձագանքում է ֆտորին ստեղծել HF, որը կոռոզիայի է ենթարկում գազի մատակարարման համակարգը:
• Թթվածին: Անկառավարելիորեն օքսիդացնում է սիլիցիումը:
• Ծանր մետաղներ. Ոչնչացնել տրանզիստորի էլեկտրական հատկությունները:

Որպես մատակարար, մեր գործն է ապահովել, որ բարձր մաքրության քսենոն կամ Էլեկտրոնային դասի ազոտի օքսիդ դուք ստանում եք հանդիպում խիստ արդյունաբերության ստանդարտները. Հայտնաբերելու համար մենք օգտագործում ենք առաջադեմ գազային քրոմատագրություն հետք կեղտեր մինչև միլիարդի մասերը (ppb): Գնորդի համար վերլուծության վկայականը (COA) տեսնելը պարզապես թղթաբանություն չէ. դա երաշխիքն է, որ իրենց կիսահաղորդչային արտադրություն չի բախվի բերքատվության աղետալի վթարի:

Ինչպե՞ս է արդյունաբերությունը կառավարում ջերմոցային գազերի արտանետումները և GWP-ն:

Սենյակում փիղ կա՝ միջավայրը։ Շատերը ֆտորացված գազեր ունեն բարձր Գլոբալ տաքացման ներուժ (GWP). Օրինակ՝ Ծծմբի հեքսաֆտորիդ (SF6) ամենաշատերից մեկն է հզոր ջերմոցային գազեր հայտնի է մարդուն, GWP-ով հազարավոր անգամ ավելի բարձր CO2-ից:

Այն կիսահաղորդիչների արտադրության արդյունաբերություն գտնվում է հսկայական ճնշման տակ՝ նվազեցնելու իր ածխածնի հետքը: Սա հանգեցրել է երկու հիմնական տեղաշարժերի.

1. Նվազեցում: Ֆաբս իրենց արտանետման գծերի վրա տեղադրում են զանգվածային «այրման տուփեր» կամ մաքրող սարքեր: Այս համակարգերը քայքայում են անարձագանքը ջերմոցային գազ մինչ այն կթողարկվի մթնոլորտ:
2. Փոխարինում. Հետազոտողները այլընտրանք են փնտրում փորագրել ավելի ցածր GWP ունեցող գազեր. Այնուամենայնիվ, գտնել այնպիսի մոլեկուլ, որն աշխատում է նույնքան լավ, որքան C4F8-ը կամ SF6-ը առանց շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության, քիմիապես դժվար է:

Ազոտի Տրիֆտորիդ Մաքրման ճիշտ ուղղությամբ քայլ էր, քանի որ այն ավելի հեշտ է քայքայվում, քան հին PFC-ները, ինչը հանգեցնում է ընդհանուր առմամբ ավելի քիչ արտանետում եթե նվազեցման համակարգերը ճիշտ են աշխատում: Նվազեցնելով ջերմոցային գազերի արտանետումները այլևս պարզապես PR քայլ չէ. դա կարգավորող պահանջ է ԵՄ-ում և ԱՄՆ-ում:

Արդյո՞ք կիսահաղորդիչների մատակարարման շղթան խոցելի է հատուկ գազի պակասի նկատմամբ:

Եթե վերջին մի քանի տարիները մեզ ինչ-որ բան են սովորեցրել, ապա դա այն է մատակարարման շղթա փխրուն է. Կիսահաղորդիչների արտադրողներ բախվել են ամեն ինչի պակասի՝ նեոնից մինչև ֆտորոպոլիմերներ.

-ի մատակարարումը ֆտոր գազ և դրա ածանցյալները կախված են ֆտորպարի (կալցիումի ֆտորիդ) արդյունահանումից: Չինաստանն այս հումքի հիմնական համաշխարհային աղբյուրն է: Երբ աշխարհաքաղաքական լարվածությունն աճում է կամ լոգիստիկ ուղիները խցանվում են, այս կարևորագույն կետերի առկայությունը. գործընթացի գազեր նվազում է, իսկ գները բարձրանում են:

Էրիկի նման գնորդի համար «Ֆորս-մաժորի» վախը իրական է։ Դա մեղմելու համար խելամիտ ընկերությունները դիվերսիֆիկացնում են իրենց մատակարարներին: Նրանք փնտրում են գործընկերներ, ովքեր ունեն իրենց սեփականը իզո տանկեր և հիմնել են լոգիստիկ ցանցեր։ Հուսալիություն մեջ լոգիստիկա նույնքան կարևոր է, որքան գազի մաքրությունը: Դուք կարող եք ունենալ ամենամաքուրը C4F8 գազ աշխարհում, բայց եթե այն խրված է նավահանգստում, ապա դա անօգուտ է ֆաբ.

Որո՞նք են ջրածնի ֆտորիդի և այլ թունավոր նյութերի հետ աշխատելու անվտանգության արձանագրությունները:

Անվտանգությունը մեր արդյունաբերության հիմքն է: Շատերը ֆտոր պարունակող գազերը կա՛մ թունավոր են, կա՛մ ասֆիքսացնող, կա՛մ շատ ռեակտիվ: Ջրածնի ֆտորիդ (HF), որը հաճախ օգտագործվում է թաց փորագրման մեջ կամ առաջանում է որպես կողմնակի արտադրանք, հատկապես վտանգավոր է: Այն ներթափանցում է մաշկը և հարձակվում ոսկրային կառուցվածքի վրա։

Այս նյութերի հետ աշխատելը պահանջում է խիստ ուսուցում և մասնագիտացված սարքավորումներ:

• Բալոններ: Պետք է DOT/ISO հավաստագրված լինի և պարբերաբար ստուգվի ներքին կոռոզիայի համար:
• Փականներ: Դիֆրագմային փականները օգտագործվում են արտահոսքը կանխելու համար:
• Սենսորներ: Կիսահաղորդչային ֆաբրիկաներ ծածկված են գազի հայտնաբերման սենսորներով, որոնք ամենափոքր արտահոսքի դեպքում ազդանշան են տալիս:

Երբ մենք լցնում ենք գլան Էլեկտրոնային դասի ազոտի օքսիդ կամ թունավոր փորագրիչ, մենք դրան վերաբերվում ենք ինչպես լիցքավորված զենքի: Մենք ապահովում ենք, որ բալոնը ներսից հղկված է մասնիկների առաջացումը կանխելու համար, և որ փականը ծածկված է և կնքված: Մեր հաճախորդների համար, իմանալով, որ կրող գազ կամ փորագրիչը հասնում է անվտանգ, համապատասխան փաթեթավորմանը մեծ օգնություն է:

Ի՞նչ է սպասվում կիսահաղորդիչների արտադրության գործընթացում օգտագործվող նյութերին:

Այն կիսահաղորդիչների արտադրություն ճանապարհային քարտեզը ագրեսիվ է. Երբ չիպերը տեղափոխվում են 3D կառուցվածքներ, ինչպիսիք են Gate-All-Around (GAA) տրանզիստորները, բարդությունը. փորագրում և մաքրում ավելանում է. Մենք տեսնում ենք ավելի էկզոտիկի պահանջարկ ֆտորացված գազ խառնուրդներ, որոնք կարող են խորը, նեղ անցքեր փորել ատոմային ճշգրտությամբ:

Ատոմային շերտի փորագրում (ALE) ձևավորվող տեխնիկա է, որը նյութը հեռացնում է ատոմային շերտը միաժամանակ: Սա պահանջում է անհավանական ճշգրիտ չափաբաժին ռեակտիվ գազեր. Ավելին, «կանաչ» արտադրության մղումը, հավանաբար, կհանգեցնի նորի ընդունմանը ֆտորի քիմիա որն առաջարկում է նույն կատարումը ավելի ցածր GWP.

Ապագան պատկանում է նրանց, ովքեր կարող են նորարարություններ կատարել և՛ գազի սինթեզի, և՛ մաքրման գործում: Ինչպես կիսահաղորդչային նյութեր զարգանում են, դրանց ձևավորման համար օգտագործվող գազերը նույնպես պետք է զարգանան:

Հիմնական Takeaways

• Ֆտորն էական է. Ֆտորի քիմիա հիմնական հնարավորությունն է փորագրել և մաքուր քայլեր է անում կիսահաղորդիչների արտադրություն.
• Մաքրությունը թագավոր է. Բարձր մաքրություն (6N) սակարկելի չէ թերությունները կանխելու և ապահովելու համար գործընթացի կայունություն.
• Գազերի բազմազանություն. Տարբեր գազեր, ինչպիսիք են CF4, SF6 և Ազոտի Տրիֆտորիդ ծառայում են կոնկրետ դերեր հորինվածք.
• Շրջակա միջավայրի վրա ազդեցություն. Կառավարում ջերմոցային գազերի արտանետումները և նվազեցում արդյունաբերության կարևոր մարտահրավեր է:
• Մատակարարման անվտանգություն. Ամուր մատակարարման շղթա արտադրության դադարեցումից խուսափելու համար անհրաժեշտ են վստահելի գործընկերներ:

Jiangsu Huazhong Gas-ում մենք հասկանում ենք այս մարտահրավերները, քանի որ դրանք ապրում ենք ամեն օր: Անկախ նրանից, թե դուք պետք է Բարձր մաքրության քսենոն ձեր նորագույն փորագրման գործընթացի կամ ստանդարտ արդյունաբերական գազերի հուսալի առաքման համար մենք այստեղ ենք՝ աջակցելու ապագան կերտող տեխնոլոգիաներին: