Қазіргі әлем чиптермен жұмыс істейді. Қалтаңыздағы смартфоннан бастап аэроғарыштық инженериядағы бағдарлау жүйелеріне дейін жартылай өткізгіш құрылғы цифрлық дәуірдің жасырын кейіпкері. Бірақ батырдың артында қандай батыр тұр? Бұл ерекше газдардың көрінбейтін, жиі ұшпа әлемі. Атап айтқанда, фтор химиясы бойынша шешуші рөл атқарады Жартылай өткізгіш өндірісі ауыстыру мүмкін емес процесс.

Жеткізу тізбегін басқарсаңыз немесе өнім сапасын a жартылай өткізгіш құю зауыты, сіз қателік шегі нөлге тең екенін білесіз. Ылғалдың бір көтерілуі немесе микроскопиялық бөлшек миллиондаған долларлық өндірісті бұзуы мүмкін. Бұл мақала рөліне терең енеді құрамында фтор бар газдар — оларды не үшін қолданамыз, оларды тиімді ететін арнайы химия және жеткізу тізбегінің тұрақтылығы мен тазалығының маңыздылығы. Бұлардың қалай болатынын зерттейміз Жоғары тазалық газдары ішінде қолданылады ит және орналастыру қадамдары және неге оларды сенімді серіктестен алу - осы жылы қабылдауға болатын ең маңызды шешім.

Неліктен жартылай өткізгіштер өнеркәсібі фторы бар газдарға соншалықты тәуелді?

Түсіну үшін Жартылай өткізгіш өнеркәсіп, периодтық кестені қарау керек. Кремний - бұл кенеп, бірақ фтор щетка болып табылады. The Жартылай өткізгіштер процесс материалдардың қабаттарын салуды, содан кейін тізбектерді жасау үшін оларды таңдап алуды қамтиды. Бұл жою процесі ою деп аталады.

Фтор ең электртеріс элемент болып табылады. Қарапайым тілмен айтқанда, ол электрондарға өте аштық. Біз таныстырған кезде фтор газы немесе фторлы қосылыстар плазмалық камераға фтор атомдары кремниймен және агрессивті әрекеттеседі кремний диоксиді. Бұл химиялық реакция қатты кремнийді оңай айдауға болатын ұшпа газдарға (мысалы, кремний тетрафториді) айналдырады. Бұл химиялық реакциясыз біз микроскопиялық траншеялар мен қазіргі заманға қажетті контактілі тесіктерді жасай алмадық Электрондық құрылғылар.

-Да жоғары көлемді өндіріс, жылдамдық пен дәлдік - бәрі. Құрамында фтор бар газдар өткізу қабілеттілігін сақтау үшін қажетті жоғары өңдеу жылдамдығын қамтамасыз етеді, сонымен қатар бір материалды оның астындағы қабатқа зақым келтірместен кесу үшін таңдау мүмкіндігін ұсынады. Бұл нәзік тепе-теңдік әрекеті химия және физика.

Фтор химиясын жоғары дәлдікпен өңдеу үшін бірегей ететін не?

Сіз неге хлорды немесе бромды қолданбасқа деп сұрай аласыз? Біз белгілі бір қабаттар үшін жасаймыз. Дегенмен, фтор химиясы кремний негізіндегі материалдарды ою кезінде ерекше артықшылық береді. Кремний мен фтор арасындағы байланыс керемет күшті. Қашан құрамында фтор бар плазма пластинаға түседі, реакция экзотермиялық және өздігінен жүреді.

Сиқыр жерде болады пламеня. а Жартылай өткізгіш процесс камерада біз көміртегі тетрафториді (CF4) немесе күкірт гексафториді (SF6) сияқты тұрақты газға жоғары энергияны қолданамыз. Бұл газды ыдыратып, реактивті бөледі фтор радикалдар. Бұл радикалдар оның бетіне әсер етеді вафли.

«Дәлдігі ит чиптің өнімділігін анықтайды. Егер сіздің газ тазалығыңыз өзгерсе, сіздің шығымдылығыңыз өзгереді және сіздің кірісіңіз төмендейді ».

Бұл тұжырымдамаға әкеледі анизотропты оюлау — бүйірден тамақ ішпей, тіке кесу. Араластыру арқылы фтор басқамен технологиялық газдар, инженерлер траншеяның профилін тамаша басқара алады. Бұл мүмкіндік кішірек түйіндерге (7 нм, 5 нм және одан төмен) көшкен кезде өте маңызды, мұнда тіпті нанометрлік ауытқу сәтсіздікке ұшырайды.

Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі газдар озық өңдеу процестерін қалай басқарады?

Эфир процестері мүсіндеу құралдары болып табылады фаб. Екі негізгі түрі бар: дымқыл өңдеу (мысалы, сұйық химиялық заттарды қолдану). фторид сутегі) және құрғақ эшт (плазманы пайдалану). Қазіргі заманғы Жетілдірілген жартылай өткізгіш түйіндер дерлік құрғақ плазмалық оюға сүйенеді, себебі бұл әлдеқайда дәл.

Типтік түрде плазмалық ою реттілік, а фторлы газ енгізіледі. Қолданылатын сортты қарастырайық:

• Көміртегі тетрафториді (CF4): Оксидті өңдеуге арналған жұмыс күші.
• Октафторциклобутан (C4F8): Траншеяның бүйір қабырғаларына полимер қабатын қою үшін қолданылады, оларды түбі тереңірек оюланған кезде қорғайды.
• Күкірт гексафториді (SF6): Кремнийдің өте жылдам өңдеу жылдамдығымен танымал.

арасындағы өзара әрекеттесу пламеня және субстрат күрделі болып табылады. Ол иондармен физикалық бомбалауды және радикалдармен химиялық реакцияны қамтиды. The жартылай өткізгіштерді өндіруге арналған жабдықтар осы газдардың шығынын, қысымын және қоспасын қатаң бақылауы керек. Егер Газ мамандығы құрамында ылғал сияқты қоспалар бар, ол жеткізу желілерінде немесе камерада коррозия мен бөлшектердің ақауларын тудыратын фторлы қышқылды құра алады.

Неліктен азот трифториді камераларды тазалауға арналған қолданбалардың патшасы болып табылады?

Сол екі арада тегістеу және тазалау бірге жүріңіз, өндіріс жабдығын тазалау вафельді өңдеу сияқты маңызды. кезінде Химиялық будың тұнбасы (CVD), кремний немесе вольфрам сияқты материалдар пластинаға салынады. Дегенмен, бұл материалдар камераның қабырғаларын да жабады. Егер бұл қалдық жиналса, ол қабыршақтанып, вафлиге түсіп, ақауларды тудырады.

Енгізіңіз Азот трифториді (NF3).

Жылдар бұрын өнеркәсіп пайдаланылды фторлы жылыжай камераны тазалауға арналған C2F6 сияқты газдар. Дегенмен, NF3 стандарты болды камераны тазалау процестері тиімділігі жоғары болғандықтан. Қашықтағы плазма көзінде ыдырағанда, NF3 көп мөлшерде шығарады фтор атомдары. Бұл атомдар камераның қабырғаларын тазартып, қатты қалдықтарды сорылатын газға айналдырады.

Азот трифториді артықшылыққа ие, себебі оның пайдалану деңгейі жоғары (газдың көбірек мөлшері іс жүзінде пайдаланылады) және ескілерімен салыстырғанда шығарындылары аз. тазартқыштар. Нысан менеджері үшін бұл техникалық қызмет көрсету үшін аз тоқтау және жылдам өткізу мүмкіндігін білдіреді.

Қандай фторлы қосылыстар үлкен көлемді өндіріс үшін қажет?

Та жартылай өткізгіштерді жеткізу тізбегі арнайы қоржынға сүйенеді құрамында фтор бар газдар. Олардың әрқайсысында белгілі бір «рецепт» немесе қолданба бар. Сағат Цзянсу Хуажун газы, біз мыналарға үлкен сұранысты көреміз:

Осы фторлы қосылыстар тіршілік қаны болып табылады жоғары көлемді өндіріс. Бұлардың тұрақты ағыны болмаса жартылай өткізгіштегі газдар өндіріс, желілер тоқтайды. Бұл қарапайым. Сондықтан Эрик Миллер сияқты сатып алу менеджерлері үнемі бақылауда болады Жабдық тізбегі бұзылулар үшін.

Неліктен жоғары таза газдар жартылай өткізгіш шығымының негізі болып табылады?

Мен мұны жеткілікті түрде баса алмаймын: тазалық - бәрі.

Біз сөйлескен кезде Жоғары тазалық газдары, біз дәнекерлеу үшін қолданылатын «өнеркәсіптік сорт» туралы айтпаймыз. Біз 5N (99,999%) немесе 6N (99,9999%) тазалық туралы айтып отырмыз.

Неліктен? Өйткені а жартылай өткізгіш құрылғы нанометрмен өлшенетін ерекшеліктері бар. Металл қоспасының бір молекуласы немесе ылғалдың аз мөлшері (H2O) қысқа тұйықталуды тудыруы немесе қабаттың жабысуын болдырмайды.

• Ылғалдылық: -мен әрекеттеседі фтор газ жеткізу жүйесін коррозияға ұшырататын ЖЖ құру.
• Оттегі: Кремнийді бақылаусыз тотықтырады.
• Ауыр металдар: Транзистордың электрлік қасиеттерін бұзу.

Жабдықтаушы ретінде біздің міндетіміз қамтамасыз ету болып табылады жоғары таза ксенон немесе Электрондық дәрежелі азот оксиді Сіз қатаң түрде қабылдайсыз Салалық стандарттар. Анықтау үшін біз жетілдірілген газ хроматографиясын қолданамыз Кір маталар миллиардқа бөлікке дейін (ppb). Сатып алушы үшін талдау сертификатын (COA) көру жай ғана қағазбастылық емес; бұл олардың кепілі Жартылай өткізгіштер апатты кірістілік апатына тап болмайды.

Өнеркәсіп парниктік газдар шығарындыларын және GWP деңгейін қалай басқарады?

Бөлмеде піл бар: қоршаған орта. Көптеген фторлы газдар жоғары бар Жаһандық жылыну потенциалы (GWP). Мысалы, Күкірт гексафториді (SF6) ең бірі болып табылады күшті парниктік газдар адамға белгілі, GWP CO2-ден мың есе жоғары.

Та жартылай өткізгіштерді өндіру өнеркәсібі көміртегі ізін азайту үшін үлкен қысымға ұшырайды. Бұл екі үлкен өзгерістерге әкелді:

1. Азайту: Фаб олардың сору желілеріне жаппай «жану жәшіктерін» немесе скрубберлерді орнатуда. Бұл жүйелер реакцияға түспегендерді бұзады Парниктік газ атмосфераға шығарылғанға дейін.
2. Ауыстыру: Зерттеушілер балама іздеуде ит төмен GWP бар газдар. Дегенмен, қоршаған ортаға әсер етпейтін C4F8 немесе SF6 сияқты жұмыс істейтін молекуланы табу химиялық тұрғыдан қиын.

Азот трифториді тазалау үшін дұрыс бағыттағы қадам болды, өйткені ол ескі ПФҚ-ға қарағанда оңай ыдырайды, нәтижесінде жалпы азаяды. эмиссия азайту жүйелері дұрыс жұмыс істеп тұрса. Азайту Парниктік газдар шығарындылары енді жай ғана PR қозғалысы емес; бұл ЕО мен АҚШ-тағы реттеуші талап.

Жартылай өткізгішті жеткізу тізбегі арнайы газ тапшылығына осал ма?

Соңғы бірнеше жыл бізге бірдеңе үйреткен болса, бұл Жабдық тізбегі нәзік. Жартылай өткізгіштерді өндірушілер неоннан бастап барлық заттардың тапшылығына тап болды фторполимерлер.

қамтамасыз ету фтор газы және оның туындылары флюоршпатты (кальций фториді) өндіруге байланысты. Қытай бұл шикізаттың негізгі жаһандық көзі болып табылады. Геосаяси шиеленіс көтерілгенде немесе логистикалық бағыттар бітеліп қалса, олардың қолжетімділігі өте маңызды технологиялық газдар құлдырап, бағалар шарықтайды.

Эрик сияқты сатып алушы үшін «Форс-мажор» қорқынышы шынайы. Мұны жеңілдету үшін тәжірибелі компаниялар жеткізушілерін әртараптандыруда. Олар өздеріне тиесілі серіктестерді іздейді изо-танктер және логистикалық желілерді құрды. ішінде сенімділік логистика газдың тазалығы сияқты маңызды. Сізде ең таза болуы мүмкін C4F8 газы әлемде, бірақ ол портта тұрып қалса, ол үшін пайдасыз керемет.

Фторид сутегімен және басқа улы материалдармен жұмыс істеудің қауіпсіздік хаттамалары қандай?

Қауіпсіздік – біздің саланың негізі. Көптеген құрамында фтор бар газдар улы, тұншықтырғыш немесе жоғары реактивті. Фторид сутегі (HF), көбінесе дымқыл өңдеуде қолданылады немесе жанама өнім ретінде пайда болады, әсіресе қауіпті. Ол теріге еніп, сүйек құрылымына шабуыл жасайды.

Бұл материалдармен жұмыс істеу қатаң дайындықты және арнайы жабдықты қажет етеді.

• Цилиндрлер: DOT/ISO сертификаты болуы және ішкі коррозияға тұрақты түрде тексерілуі керек.
• Клапандар: Диафрагмалық клапандар ағып кетуді болдырмау үшін қолданылады.
• Сенсорлар: Жартылай өткізгіштер шамалы ағып кету кезінде дабылдарды беретін газды анықтау сенсорларымен жабылған.

Біз цилиндрді толтырған кезде Электрондық дәрежелі азот оксиді немесе улы отант, біз оны зарядталған қару ретінде қарастырамыз. Бөлшектердің пайда болуына жол бермеу үшін цилиндрдің ішкі жылтыратылғанын және клапанның жабылып, тығыздалғанын қамтамасыз етеміз. Біздің тұтынушылар үшін, бұл екенін біле отырып Тасымалдаушы газ немесе қышқылдың қауіпсіз, сәйкес келетін қаптамада келуі үлкен жеңілдік болып табылады.

Жартылай өткізгішті жасау процесінде қолданылатын материалдарды алда не күтіп тұр?

Та Жартылай өткізгіш өндірісі жол картасы агрессивті. Чиптер Gate-All-Around (GAA) транзисторлары сияқты 3D құрылымдарға көшкен сайын, күрделілігі тегістеу және тазалау артады. Біз экзотикаға сұранысты көріп отырмыз фторлы газ терең, тар тесіктерді атомдық дәлдікпен өңдей алатын қоспалар.

Атомдық қабат графигі (ALE) материалды бір уақытта атом қабатын алып тастайтын жаңадан пайда болған әдіс. Бұл керемет дәл мөлшерлеуді талап етеді Реактивті газдар. Сонымен қатар, «жасыл» өндіріске итермелеу жаңа өндірісті қабылдауға түрткі болуы мүмкін фтор химиясы бұл төмен өнімділікпен бірдей өнімділікті ұсынады GWP.

Болашақ газ синтезінде де, тазартуда да инновация жасай алатындарға тиесілі. ретінде Жартылай өткізгіш материалдар дамитын болса, оларды қалыптастыру үшін қолданылатын газдар да эволюциялануы керек.

Негізгі жолдар

• Фтор маңызды: Фтор химиясы үшін шешуші фактор болып табылады ит жіне таза қадамдар Жартылай өткізгіш өндірісі.
• Тазалық - патша: Жоғары тазалық (6N) ақаулардың алдын алу және қамтамасыз ету үшін келісуге жатпайды процестің тұрақтылығы.
• Газдардың әртүрлілігі: CF4, SF6 және сияқты әртүрлі газдар Азот трифториді нақты рөлдерді атқарады дайындық.
• Қоршаған ортаға әсері: Басқару Парниктік газдар шығарындылары жіне азайту маңызды салалық міндет болып табылады.
• Жабдықтау қауіпсіздігі: Мықты Жабдық тізбегі және өндірістің тоқтап қалуын болдырмау үшін сенімді серіктестер қажет.

Jiangsu Huazhong Gas компаниясында біз бұл қиындықтарды түсінеміз, өйткені біз олармен күн сайын өмір сүреміз. Сізге керек пе Тазалығы жоғары ксенон ең жаңа өңдеу процесі немесе стандартты өнеркәсіптік газдарды сенімді жеткізу үшін біз болашақты құрайтын технологияны қолдау үшін осындамыз.