現代の世界はチップで動いています。ポケットの中のスマートフォンから航空宇宙工学の誘導システムに至るまで、 半導体デバイス デジタル時代の縁の下の力持ちです。しかし、英雄の背後にある英雄は何ですか？それは目に見えず、しばしば揮発性の特殊ガスの世界です。具体的には、 フッ素化学 ～において極めて重要な役割を果たしている 半導体製造 単純に置き換えることのできないプロセス。

サプライチェーンを管理している場合、または製品の品質を監督している場合 半導体 鋳造工場の皆さん、誤差の許容範囲がゼロであることはご存知でしょう。たった 1 回の湿気や微細な粒子の侵入により、数百万ドル規模の生産が台無しになる可能性があります。この記事では、の役割について詳しく説明します。 フッ素含有 ガス - ガスを使用する理由、ガスを効果的にする特定の化学反応、サプライチェーンの安定性と純度の重要性。これらがどのようにして起こるのかを探っていきます。 高純度ガス で使用されています エッチ そして、信頼できるパートナーからそれらを調達することが今年行うことができる最も重要な決定である理由を説明します。

なぜ半導体産業はフッ素含有ガスにこれほど依存しているのでしょうか?

を理解するには、 半導体産業、周期表を見なければなりません。シリコンはキャンバスですが、 フッ素 ブラシです。の 半導体製造 このプロセスには、材料の層を構築し、それらを選択的に除去して回路を作成することが含まれます。この除去工程をエッチングといいます。

フッ素 最も電気陰性の元素です。簡単に言えば、それは信じられないほど電子を欲しがっているのです。導入するときは フッ素ガス または フッ素化合物 プラズマチャンバーに入ると、フッ素原子がシリコンと積極的に反応し、 二酸化ケイ素。この化学反応により、固体シリコンが揮発性ガス (四フッ化シリコンなど) に変化し、簡単に排出できます。この化学反応がなければ、現代のデバイスに必要な微細なトレンチやコンタクト ホールを作成することはできません。 電子機器.

で 大量生産、スピードと正確さがすべてです。 フッ素含有ガス スループットを維持するために必要な高いエッチング速度を提供すると同時に、その下の層に損傷を与えることなく 1 つの材料を切断する選択性も提供します。それは微妙なバランスをとる行為です 化学 そして物理学。

フッ素化学が高精度エッチングにおいてこれほどユニークな理由は何ですか?

なぜ塩素や臭素を使用しないのかと疑問に思われるかもしれません。特定の層についてはそうしています。ただし、 フッ素化学 シリコンベースの材料をエッチングする際に独特の利点をもたらします。シリコンとフッ素の結合は非常に強いです。いつ フッ素含有 プラズマがウェーハに当たると、反応は発熱的で自発的になります。

魔法はそこで起こります プラズマ。で 半導体プロセス チャンバーでは、四フッ化炭素 (CF4) や六フッ化硫黄 (SF6) などの安定したガスに高エネルギーを加えます。これによりガスが分解され、反応性物質が放出されます。 フッ素 ラジカル。これらのラジカルは表面を攻撃します。 ウエハース.

「その精度は、 エッチ チップのパフォーマンスを定義します。ガスの純度が変動すると、エッチング速度も変動し、歩留まりが低下します。」

これは次の概念につながります。 異方性 エッチング - 横に食い込まずにまっすぐに切ります。混ぜることで フッ素 他の人と プロセスガス、エンジニアはトレンチのプロファイルを完璧に制御できます。この機能は、ナノメートルの偏差でも障害となるより小さなノード (7nm、5nm、およびそれ以下) に移行する場合に不可欠です。

半導体製造におけるガスはどのようにして高度なエッチングプロセスを推進するのでしょうか?

エッチングプロセス の彫刻ツールです。 ファブ。主に 2 つのタイプがあります: ウェット エッチング (次のような液体化学薬品を使用) フッ化水素）およびドライエッチング（プラズマを使用）。モダン 先端半導体 ノードはドライ プラズマ エッチングの方がはるかに正確であるため、ほぼ独占的にドライ プラズマ エッチングに依存しています。

典型的な場合 プラズマエッチング シーケンス、 フッ素ガス が紹介されています。使用されている品種を見てみましょう。

• 四フッ化炭素 (CF4): 酸化物エッチングの主力製品。
• オクタフルオロシクロブタン (C4F8): トレンチの側壁にポリマー層を堆積し、底部をより深くエッチングする間側壁を保護するために使用されます。
• 六フッ化硫黄 (SF6): シリコンのエッチング速度が非常に速いことで知られています。

間の相互作用 プラズマ そして 基板 は複雑です。これには、イオンによる物理的衝撃とラジカルによる化学反応が含まれます。の 半導体製造装置 これらのガスの流れ、圧力、混合を厳密に制御する必要があります。もし 特殊ガス 水分などの不純物が含まれていると、供給ラインやチャンバー内でフッ化水素酸が形成され、腐食や粒子欠陥を引き起こす可能性があります。

三フッ化窒素がチャンバー洗浄用途の王様であるのはなぜですか?

その間 エッチングとクリーニング 製造装置の洗浄は、ウェーハの処理と同様に重要です。中に 化学蒸着 (CVD)、シリコンやタングステンなどの材料がウェーハ上に堆積されます。ただし、これらの材料はチャンバーの壁もコーティングします。この残留物が蓄積すると、剥がれ落ちてウェーハ上に落ち、欠陥の原因となります。

入力してください 三フッ化窒素 (NF3).

数年前、業界では フッ素化温室 チャンバーのクリーニングには C2F6 などのガスを使用します。しかし、NF3 は標準となっています。 チャンバー洗浄プロセス 効率が高いからです。遠隔プラズマ源で分解されると、NF3 は大量の フッ素原子。これらの原子はチャンバーの壁をこすってきれいにし、固体残留物をガスに変えて排出します。

三フッ化窒素 古いものと比較して利用率が高く（実際に使用されるガスの量が多くなり）、排出量が少ないため、好まれています。 洗浄剤。施設管理者にとって、これはメンテナンスのためのダウンタイムが減り、スループットが向上することを意味します。

大量生産に不可欠なフッ素化化合物はどれですか?

の 半導体サプライチェーン 特定のバスケットに依存している フッ素含有ガス。それぞれに特定の「レシピ」または用途があります。で 江蘇華中ガス、次のような大きな需要が見られます。

これら フッ素化合物 の生命線です 大量生産。これらの安定した流れがなければ、 半導体内のガス 生産中、ラインが止まります。それはとても簡単です。これが、エリック・ミラーのような購買マネージャーが絶えず監視している理由です。 サプライチェーン 混乱のために。

なぜ高純度ガスが半導体歩留まりの根幹なのでしょうか?

これはどれだけ強調してもしきれないのですが、純粋さがすべてなのです。

について話すとき 高純度ガス、溶接に使用される「工業用グレード」について話しているのではありません。 5N (99.999%) または 6N (99.9999%) の純度について話しています。

なぜですか？なぜなら、 半導体デバイス ナノメートル単位で測定される機能を備えています。単一分子の金属不純物または微量の水分 (H2O) によって、短絡が発生したり、層の接着が妨げられたりすることがあります。

• 水分: と反応します フッ素 ガス供給システムを腐食させる HF を生成します。
• 酸素： シリコンを制御不能に酸化します。
• 重金属: トランジスタの電気的特性を破壊します。

サプライヤーとしての私たちの仕事は、 高純度キセノン または 電子グレードの亜酸化窒素 あなたは厳しい条件を満たしています 業界標準。高度なガスクロマトグラフィーを使用して検出します 微量不純物 10億分の1（ppb）まで下がります。購入者にとって、分析証明書 (COA) を確認することは単なる事務手続きではありません。それは彼らの 半導体製造 壊滅的な利回りの暴落に直面することはありません。

業界は温室効果ガス排出量と GWP をどのように管理していますか?

部屋の中に象がいます。それは環境です。たくさん フッ素化ガス ハイハイをする 地球温暖化係数 (GWP)。たとえば、 六フッ化硫黄 (SF6) はその中でも最も優れたものの 1 つです。 強力な温室効果ガス 人類には知られており、GWP は CO2 の数千倍です。

の 半導体製造業 二酸化炭素排出量を削減するという大きなプレッシャーにさらされています。これにより、次の 2 つの大きな変化が生じました。

1. 軽減: ファブ 排気ラインに巨大な「燃焼ボックス」またはスクラバーを設置している。これらのシステムは未反応物質を分解します。 温室効果ガス 大気中に放出される前に。
2. 置換: 研究者たちは代替品を探している エッチ GWP が低いガス。しかし、環境への影響を与えることなく、C4F8 や SF6 と同等の性能を発揮する分子を見つけることは化学的に困難です。

三フッ化窒素 古い PFC よりも簡単に分解され、全体的な洗浄力が低下するため、洗浄にとっては正しい方向への一歩となりました。 排出 削減システムが正しく機能しているかどうか。削減 温室効果ガス排出量 もはや単なる PR 活動ではありません。これは EU と米国の規制要件です。

半導体サプライチェーンは特殊ガス不足に対して脆弱ですか?

過去数年間が私たちに何かを教えてくれたとすれば、それは、 サプライチェーン 壊れやすいです。 半導体メーカー ネオンから フッ素ポリマー.

の供給 フッ素ガス そしてその派生品は蛍石（フッ化カルシウム）の採掘に依存しています。中国はこの原料の世界的な主要供給源です。地政学的な緊張が高まったり、物流ルートが詰まったりすると、これらの重要な輸送手段の利用可能性が低下します。 プロセスガス 下落し、価格は高騰します。

エリックのようなバイヤーにとって、「不可抗力」に対する恐怖は現実のものです。これを軽減するために、賢明な企業はサプライヤーを多様化しています。彼らは自分自身を所有するパートナーを探しています イソタンク 物流ネットワークを確立しています。信頼性 ロジスティクス ガスの純度と同じくらい重要です。最も純粋なものを手に入れることができます C4F8ガス しかし、港で立ち往生しては役に立ちません。 すばらしい.

フッ化水素およびその他の有毒物質を取り扱うための安全プロトコルは何ですか?

安全は私たちの業界の基盤です。たくさん フッ素含有 ガスは有毒、窒息性、または非常に反応性の高いガスです。 フッ化水素 (HF) はウェット エッチングでよく使用されたり、副産物として生成されたりするため、特に危険です。それは皮膚を貫通し、骨構造を攻撃します。

これらの物質を取り扱うには、厳しい訓練と特殊な機器が必要です。

• シリンダー: DOT/ISO 認定を受けており、内部腐食がないか定期的に検査する必要があります。
• バルブ: 漏れを防ぐためにダイヤフラムバルブが使用されています。
• センサー: 半導体工場 ガス検知センサーで覆われており、わずかな漏れでも警報を発します。

シリンダーに物を詰めると、 電子グレードの亜酸化窒素 または有毒なエッチング剤の場合、私たちはそれを装填された武器のように扱います。微粒子を防ぐためにシリンダーの内部が研磨され、バルブがキャップされて密閉されていることを確認します。お客様にとって、 キャリアガス エッチング液が安全で準拠したパッケージで届くと、大きな安心感が得られます。

半導体製造プロセスで使用される材料の今後はどうなるでしょうか?

の 半導体製造 ロードマップは積極的です。チップがゲートオールアラウンド (GAA) トランジスタのような 3D 構造に移行するにつれて、 エッチングとクリーニング が増加します。よりエキゾチックなものへの需要が見られます フッ素ガス 原子精度で深く狭い穴をエッチングできる混合物。

原子層エッチング (ALE) は、一度に 1 原子層ずつ材料を除去する新しい技術です。これには信じられないほど正確な投与量が必要です 反応性ガス。さらに、「グリーン」製造の推進により、新しい製品の採用が促進される可能性があります。 フッ素化学 より低い性能でも同じパフォーマンスを提供する GWP.

未来は、ガス合成と精製の両方で革新できる人々のものです。として 半導体材料 進化すると、それらを形作るために使用されるガスも進化する必要があります。

重要なポイント

• フッ素は必須です: フッ素化学 を可能にする重要な要素です エッチ そして きれいな ステップイン 半導体製造.
• 純粋さは王様です: 高純度 (6N) は欠陥を防止し、保証するため交渉不可です。 プロセスの安定性.
• さまざまなガス: CF4、SF6、などのさまざまなガス 三フッ化窒素 ～で特定の役割を果たす 製造.
• 環境への影響: 管理する 温室効果ガス排出量 そして 軽減 は業界の重要な課題です。
• 供給セキュリティ: 堅牢な サプライチェーン 生産停止を避けるためには信頼できるパートナーが必要です。

江蘇華中ガスでは、これらの課題を日々経験しているため、これらの課題を理解しています。必要かどうか 高純度キセノン 最新のエッチングプロセスや標準工業用ガスの信頼性の高い供給など、当社は未来を築くテクノロジーをサポートします。