현대 기술의 세계에서는 반도체 왕이다. 이 작고 복잡한 칩은 스마트폰부터 자동차, 인터넷을 실행하는 데이터 센터에 이르기까지 모든 것에 전력을 공급합니다. 하지만 이러한 칩을 만드는 데는 무엇이 힘을 주나요? 대답은 놀랍게도, 가스. 그냥 아무 것도 아니고 가스, 하지만 고순도 가스 상상도 못할 깨끗함. 산업용 가스를 전문으로 하는 7개의 생산 라인을 갖춘 공장의 소유주인 Allen으로서 저는 순도에 대한 수요가 얼마나 급증했는지 직접 목격했습니다. 이 글은 사회의 최전선에 있는 Mark Shen과 같은 비즈니스 리더를 위한 것입니다. 가스 공급망. 품질과 가격을 이해하지만, 이 시장을 진정으로 주도하려면 왜. 우리는 복잡한 세계를 이해하기 위해 노력할 것입니다. 반도체 제조, 단일 이탈 이유를 간단한 용어로 설명합니다. 입자 에 가스 스트림에는 공장 비용이 수백만 달러가 들 수 있습니다. 이것은 해당 국가의 언어를 말하기 위한 가이드입니다. 반도체 산업 없어서는 안 될 파트너가 되었습니다.

반도체 칩을 만드는 데 가스는 어떤 역할을 합니까?

그 핵심에는 반도체 제조 얇은 디스크 위에 미세한 다층 전기 회로를 구축하는 과정입니다. 규소, 로 알려져 있음 웨이퍼. 수십억 개의 방과 복도가 있는 우표 크기의 초고층 건물을 짓는다고 상상해 보십시오. 이것이 바로 우리가 말하는 규모입니다. 이를 달성하려면 물리적 도구를 사용할 수 없습니다. 대신, 전체 제조 공정 일련의 정밀한 화학 반응에 의존하며 이러한 반응의 주요 수단은 다음과 같습니다. 가스.

가스는 이러한 회로를 구축하는 보이지 않는 손 역할을 합니다. 그들은 몇 가지 중요한 작업을 수행합니다. 일부는 다음과 같습니다. 질소, 원치 않는 반응을 방지하여 완벽하게 깨끗하고 안정적인 환경을 조성합니다. 공정 가스로 알려진 다른 것들은 실제 빌딩 블록이나 조각 도구입니다. 예를 들어, 특정 가스의 종류 전도성 물질의 미세한 층을 증착하는 데 사용될 수 있습니다. 가스 정확하게 익숙하다 에칭 물질을 멀리하여 회로 경로를 형성합니다. 청소부터 모든 단계까지 웨이퍼 최종 트랜지스터를 구축하려면 특정 작업이 필요합니다. 가스 또는 가스의 혼합물. 정밀도의 가스 흐름 그리고 그것의 화학적 구성은 사업의 성공을 직접적으로 좌우합니다. 칩 제조 프로세스.

반도체 제조에서 순도가 왜 중요한가요?

우리 일상 속 작은 먼지나 대기 오염 별거 아닙니다. 하지만 내부에는 반도체 제조 공장 또는 "팹"은 재앙입니다. 구성요소는 규소 웨이퍼 종종 나노미터(10억분의 1미터) 단위로 측정됩니다. 이를 다른 관점에서 보면, 인간의 머리카락 한 가닥의 너비는 약 75,000나노미터입니다. 작은 먼지 입자 당신은 세상의 거대한 바위조차 볼 수 없습니다 반도체 제작.

이것이 바로 이유이다 청정 가스의 가장 중요한 특성은 다음과 같습니다. 반도체에 사용되는 생산. 떠다니는 물 분자, 작은 금속 등 원치 않는 분자 입자, 또는 다른 가스 분자—로 간주됩니다 불결. 이것 오염 섬세한 부분을 완전히 방해할 수 있습니다. 화학 반응 에서 일어나는 웨이퍼표면. 싱글 불결 회로 형성을 차단하거나 단락을 일으키거나 반도체의 전기적 성질 재료. 왜냐하면 싱글 웨이퍼 수백 또는 수천 개의 개별 칩이 포함될 수 있지만, 작은 실수 하나가 막대한 금전적 손실을 초래할 수 있습니다. 전체 과정은 다음을 요구합니다. 최고 수준의 순도 아예 일을 하려고.

가스의 불순물이 어떻게 반도체 생산을 방해합니까?

때 불결 프로세스에 존재합니다 가스, 그것은 "킬러"를 일으킬 수 있습니다 결함." 이것은 단지 작은 결함이 아닙니다. 그것은 결함 해당 부분에 전체 마이크로칩을 렌더링하는 것입니다. 웨이퍼 쓸모없다. 이것이 어떻게 일어나는지 살펴보겠습니다. 동안 침적 박막이 층별로 형성되는 단계, 원하지 않는 입자 표면에 착륙할 수 있습니다. 다음 층이 위에 증착되면 미세한 돌기 또는 공극이 생성됩니다. 이 결함은 전기 연결을 끊거나 의도하지 않은 연결을 생성하여 구축 중인 트랜지스터를 효과적으로 파괴할 수 있습니다.

이로 인한 결과는 팹의 수익성에 치명적입니다. 성공을 위한 주요 지표 반도체 Fab는 "수율"입니다. 단일 칩에서 생산된 작동 칩의 비율입니다. 웨이퍼. 작은 물방울이라도 수확량, 95%에서 90%까지, 수백만 달러의 수익 손실을 나타낼 수 있습니다. 가스 불순물 감소의 직접적인 원인이다 수확량. 이것이 바로 이유이다 반도체 제조업체 집착하고있다 가스 순도. 그들은 다음을 확신할 필요가 있습니다. 가스 수십억 달러 규모의 도구를 입력하는 것은 전혀 무료입니다. 오염물질 그것은 탈선할 수 있다 반도체 제조 공정. 오류의 여지가 전혀 없는 미세한 정밀도의 게임입니다.

반도체 제조에 사용되는 주요 가스는 무엇입니까?

에 사용되는 가스의 범위 반도체 산업 광범위하지만 일반적으로 벌크 가스와 특수 가스라는 두 가지 범주로 분류됩니다.

• 대량 가스: 이는 엄청난 양으로 사용되며 제조 환경의 기초를 형성합니다.

  • 질소(N2): 이것이 바로 일꾼입니다. 초고 청정 질소 제작 도구 내부에 불활성 "분위기"를 만드는 데 사용됩니다. 이는 산소, 습기 및 기타 입자를 제거하여 원치 않는 산화를 방지합니다. 오염 ~의 웨이퍼.
  • 수소(H2): 종종 다른 가스와 혼합하여 사용됩니다. 수소 확실히 결정적이다 침적 트랜지스터 구조를 구축하는 데 필요한 매우 구체적인 화학적 환경을 조성하는 데 사용됩니다.
  • 아르곤(Ar): 불활성으로서 가스, 아르곤은 스퍼터링이라는 공정에 사용됩니다. 여기서는 타겟 물질에 충격을 가하여 원자를 느슨하게 한 다음 표면에 침전시키는 데 사용됩니다. 웨이퍼. 또한 플라즈마 많은 에칭 프로세스.

• 특수 가스: 이는 특정 공정 단계에 사용되는 복잡하고 위험한 경우가 많으며 고도로 가공된 가스입니다. 이는 "활성" 성분입니다.

  • 에칭제: 염소(Cl₂), 브롬화수소(HBr) 등의 가스를 사용하여 정밀하게 조각하거나 에칭 패턴을 레이어로 웨이퍼.
  • 도펀트: 아르신(AsH₃) 및 포스핀(PH₃)과 같은 가스는 의도적으로 특정 가스를 도입하는 데 사용됩니다. 불결 속으로 규소 트랜지스터가 제어되는 방식인 전기적 특성을 변경합니다.
  • 증착 가스: 실란(SiH₄)이 대표적인 예이며, 규소 얇은 필름을 증착하는 것입니다.

Mark와 같은 조달 담당자에게는 이러한 모든 가스가 서로 다르지만 하나의 공통 요구 사항을 공유한다는 점을 아는 것이 중요합니다. 청정.

증착과 에칭을 간단한 용어로 설명할 수 있습니까?

반도체 생산 수백 가지 단계가 필요하지만 대부분은 두 가지 기본 프로세스의 변형입니다. 침적 그리고 에칭. 이를 간단한 용어로 이해하는 것이 역할을 이해하는 데 중요합니다. 가스.

1. 증착: 레이어 구축
생각하다 침적 분자로 스프레이 페인팅을 하는 것과 같습니다. 목표는 매우 얇고 완벽하게 균일한 재료 층을 표면에 추가하는 것입니다. 실리콘 웨이퍼.

• 과정: 프로세스 가스 (실란과 유사) 운반 가스 (좋다 질소 또는 수소). 이 가스 그런 다음 혼합물은 다음을 포함하는 챔버에 도입됩니다. 웨이퍼. 에이 화학 반응 종종 열이나 충격에 의해 유발됩니다. 플라즈마, 분자가 밖으로 "침전"되게 만듭니다. 가스 그리고 고체를 형성한다 얇은 필름 에 웨이퍼표면.
• 순도가 중요한 이유: 오염물질이 있는 경우 입자 에서 가스 스트림, 그것은 스프레이 페인트에 먼지 얼룩이 들어가는 것과 같습니다. 새 레이어에 포함되어 구조적 레이어가 생성됩니다. 결함. 원하지 않는 것이 있는 경우 가스 분자가 잘못 반응하여 층의 화학적 구성과 전기적 특성을 변화시킬 수 있습니다.

2. 에칭: 회로 조각
레이어를 만든 후에는 회로 패턴을 새겨넣어야 합니다. 에칭 물질을 선택적으로 제거하는 과정입니다.

• 과정: 그만큼 웨이퍼 포토레지스트라는 빛에 민감한 물질로 코팅되어 있습니다. 패턴이 (스텐실처럼) 그 위에 투영됩니다. 그런 다음 노출된 부위가 경화됩니다. 는 웨이퍼 그런 다음 에칭액이 채워진 챔버에 배치됩니다. 가스 (불소계 화합물과 같습니다). 이 가스 으로 에너지가 공급됩니다. 플라즈마 상태로 되어 반응성이 매우 높아집니다. 는 플라즈마 포격하다 웨이퍼, 화학적으로 물질을 먹어치우다 만 스텐실로 보호되지 않는 영역.
• 순도가 중요한 이유: 가스의 불순물 에칭에 사용되는 것은 반응 속도를 변경할 수 있습니다. 이로 인해 회로가 너무 넓거나 너무 좁거나 전혀 조각되지 않을 수 있습니다. 금속 입자 불결 차단할 수도 있다 에칭 하나의 작은 지점에서 처리하여 회로를 단락시키는 원치 않는 물질의 "포스트"를 남깁니다.

초고순도 가스 순도는 어떻게 측정하고 유지합니까?

에서 글로벌 반도체 산업, "퍼센트"와 같은 표준 순도 측정은 쓸모가 없습니다. 우리는 다루고있다 오염 이해하기 힘든 규모로요. 순도는 다음과 같이 측정됩니다. 1조당 부품 (ppt). 이는 모든 조 가스 분자에는 불순물 분자가 하나 또는 두 개만 있을 수 있습니다.

이 수준을 달성하고 검증하려면 가스 순도, 정교한 시스템 가스 정화 및 분석이 필요합니다.

저희 공장에서는 단순히 제품만 생산하는 것이 아닙니다. 가스; 우리는 살고 숨을 쉰다 품질 관리. 그만큼 가스 공급 체인을 위한 반도체 Fab에서는 사용 시점에 바로 특수 정수기를 설치해야 합니다. 게다가 고급 가스 분석 도구는 다음을 위해 사용됩니다. 실시간 모니터링. 다음과 같은 기술 대기압 이온화 질량 분광법(APIMS)을 수행할 수 있습니다. 불순물 감지 1조분의 1 수준까지 낮추어 uhp 가스 (초고순도) 공정툴 진입이 완벽합니다.

고순도 가스 공급업체가 신뢰할 수 있는 이유는 무엇입니까?

배송 지연과 위조 인증서 등의 고통을 경험한 Mark와 같은 조달 책임자에게는 신뢰성이 가장 중요합니다. 세계에서는 고순도 반도체 가스의 경우 신뢰성은 생산 일관성, 품질 보증 및 물류 전문성이라는 세 가지 요소에 달려 있습니다.

1. 생산 일관성: 신뢰할 수 있는 공급업체는 강력하고 중복된 생산 능력을 갖추고 있어야 합니다. 예를 들어 우리 공장의 7개 생산 라인은 다음을 보장합니다. 높은 수요를 충족 한 줄의 문제로 인해 전체 출력이 중단되지는 않습니다. 이는 수십억 달러 규모의 사업을 중단시킬 수 있는 공급 중단 위험을 최소화합니다. 반도체 팹.
2. 검증 가능한 품질 보증: 당신이 가지고 있다고 주장하는 것만으로는 충분하지 않습니다 고순도 가스. 증명할 수 있어야 합니다. 이는 최첨단 분석 장비에 투자하는 것을 의미합니다. 불순물 감지. 이는 또한 모든 배송에 투명하고 추적 가능한 분석 인증서(CoA)를 제공하는 것을 의미합니다. 인증서 사기에 맞서 싸우는 것은 신뢰와 검증 가능한 데이터를 기반으로 장기적인 관계를 구축하는 것입니다.
3. 물류 전문성: 점점 부식성 가스 또는 중국에서 미국으로 극저온 액체를 운반하는 것은 간단하지 않습니다. 지연을 방지하려면 특수 컨테이너, 국제 운송 규정에 대한 지식, 세심한 계획이 필요합니다. 신뢰할 수 있는 공급업체는 이것이 단순히 상자를 배송하는 것이 아니라는 것을 이해합니다. 전 세계의 중요한 부분을 관리하고 있습니다. 반도체 공급망.

벌크 가스와 특수 가스의 차이점은 무엇입니까?

차이점 이해 대량 가스 그리고 특수가스 소싱에 관련된 모든 사람에게 핵심입니다. 반도체 산업. 둘 다 극단적인 요구가 있지만 청정, 규모, 취급 및 적용이 매우 다릅니다.

대량 가스, 좋다 대량 고순도 특수 가스, 참조 질소와 같은 가스, 산소, 아르곤 및 수소. 이는 Fab 환경의 기초입니다. "벌크"라는 용어는 사용된 대량의 양을 의미합니다. 이러한 가스는 현장이나 인근에서 생산되는 경우가 많으며 전용 파이프라인을 통해 공장의 내부 유통 시스템으로 직접 전달됩니다. 여기서 주요 과제는 유지 관리입니다. 청정 광범위한 유통 네트워크를 통해 중단 없는 대량 공급을 보장합니다.

특수 가스 (또는 전자 가스)은 에칭과 같은 특정 공정 단계에 소량으로 사용되는 이색적이거나 반응성이 있거나 위험한 가스의 광범위한 범주를 나타냅니다. 침적. 예로는 실란, 암모니아, 삼염화붕소, 삼불화질소 등이 있습니다. 이는 개별 고압 실린더로 제공됩니다. 도전 과제 특수가스 취급 시 매우 안전하며, 가스 혼합물의 완벽한 혼합 일관성을 보장하고 실린더 내에서 손상될 수 있는 화학 반응을 방지합니다. 가스 품질.

고순도 반도체 가스 수요는 어떻게 변화하고 있나요?

그만큼 반도체 산업 결코 가만히 있지 않습니다. 칩의 트랜지스터 수가 약 2년마다 두 배로 늘어난다는 무어의 법칙은 계속해서 물리학의 경계를 넓혀가고 있습니다. 트랜지스터가 작아짐에 따라 트랜지스터는 기하급수적으로 더 민감해집니다. 오염. 에이 입자 크기 5년 전에는 용인됐던 게 '킬러'다 결함" 오늘.

더 작고 더 강력한 칩을 향한 끊임없는 노력은 더 높은 수준의 칩에 대한 요구를 의미합니다. 가스 순도 성장하고 있습니다. 우리는 10억분의 1이 표준이었던 세상에서 1조분의 1이 최소 진입 요건인 세상으로 옮겨가고 있습니다. 고급 반도체 노드. 또한 3D NAND 및 GAA(Gate-All-Around) 트랜지스터와 같은 새로운 재료 및 칩 아키텍처에는 완전히 새로운 포트폴리오가 필요합니다. 차세대 가스 혼합물 및 전구체. 다음과 같이 가스 제조업체, 우리는 끊임없는 혁신을 추구하며 새로운 정제 기술과 분석 방법을 개발하고 있습니다. 글로벌 반도체 산업.

구매자로서 어떤 품질 인증을 찾아야 합니까?

공급업체의 세계를 탐색하는 것은 어려울 수 있으며, 특히 기술 제품을 다룰 때는 더욱 그렇습니다. 인증은 공급업체의 역량과 품질에 대한 헌신에 대한 중요한 제3자 검증을 제공합니다. 소싱할 때 고순도 가스 에 대한 반도체 산업, 찾아야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다.

• ISO 9001: 품질경영시스템에 대한 기본 인증입니다. 이는 공급업체가 생산, 검사 및 배송에 대해 잘 정의되고 반복 가능한 프로세스를 갖추고 있음을 보여줍니다.
• ISO/IEC 17025: 이것은 매우 중요한 것입니다. 이는 테스트 및 교정 실험실의 역량에 대한 표준입니다. 이 인증을 받은 공급업체는 분석 인증서를 생성하는 자체 실험실이 정확하고 신뢰할 수 있음을 입증했습니다.
• 추적 가능한 분석: 모든 단일 실린더 또는 배치에 대해 항상 분석 인증서(CoA)를 요구하십시오. 이 인증서에는 정확한 위험 수준이 자세히 설명되어 있어야 합니다. 가스 중의 불순물, 다음과 같은 특정 분석 방법으로 측정됩니다. 가스 크로마토그래피 또는 질량분석법.

Mark와 같은 결단력 있는 리더로서 최고의 도구는 탐구적인 질문을 하는 것입니다. 그냥 "이거요?"라고 묻지 마세요. 가스 순수?" "순수함을 어떻게 증명합니까? 연구실 인증을 보여주십시오. 로트 간 일관성을 보장하는 프로세스를 설명하십시오." 진정한 전문가이자 신뢰할 수 있는 파트너는 이러한 질문을 환영하고 자신감 있고 투명한 답변을 제공할 것입니다.

주요 시사점

• 가스는 도구입니다: ~ 안에 반도체 제조, 가스는 단순한 물질이 아닙니다. 그들은 미세한 회로를 만들고 조각하는 데 사용되는 정밀 도구입니다. 실리콘 웨이퍼.
• 순수함이 전부입니다: 규모 칩 제조 너무 작아서 하나의 원치 않는 입자 또는 불결 분자는 칩을 파괴할 수 있습니다. 초고순도 협상할 수 없는 요구 사항입니다.
• 수율이 목표입니다: 주요 영향 가스 오염 제조업 감소다. 수확량, 이는 곧 수백만 달러의 수익 손실로 이어집니다. 반도체 공장.
• 두 가지 주요 프로세스: 칩을 만드는 대부분의 단계에는 다음 중 하나가 포함됩니다. 침적 (건물 레이어) 또는 에칭 (조각 패턴), 둘 다 순수 가스의 정확한 화학 반응에 전적으로 의존합니다.
• 신뢰성이 핵심입니다: 신뢰할 수 있는 공급업체 반도체 가스 시장에서는 생산 일관성, 인증된 실험실을 통한 검증 가능한 품질 보증, 전문 물류 관리를 입증해야 합니다.
• 미래는 더 순수합니다: 반도체가 발전할수록 더 높은 수준의 요구가 요구됩니다. 가스 순도 (1조당 1조당)은 계속해서 증가할 것입니다.