Заманбап дүйнө чиптерде иштейт. Чөнтөгүңүздөгү смартфондон баштап аэрокосмостук инженериядагы жетектөө тутумдарына чейин кичинекей Жарым өткөргүч түзмөк санариптик доордун көрүнбөгөн баатыры болуп саналат. Бирок баатырдын артында кандай баатыр турат? Бул өзгөчө газдардын көзгө көрүнбөгөн, көбүнчө туруксуз дүйнөсү. Тактап айтканда, фтор химиясы негизги ролду ойнойт Жарым өткөргүч өндүрүү жөн эле алмаштыруу мүмкүн эмес процесс.

Эгерде сиз жеткирүү чынжырын башкарып жатсаңыз же продуктунун сапатын а Жарым өткөргүч куюучу, сиз ката үчүн маржа нөл экенин билесиз. Бир эле нымдуулук же микроскопиялык бөлүкчө миллиондогон долларлык өндүрүштү бузат. Бул макалада ролун терең изилдейт фтор камтыган газдар - аларды эмне үчүн колдонобуз, аларды эффективдүү кылган өзгөчө химия жана жеткирүү чынжырынын туруктуулугу менен тазалыгынын маанилүүлүгү. Булардын кандайча экенин изилдейбиз Жогорку тазалоочу газдар ичинде колдонулат etch жана депозиттик кадамдар жана эмне үчүн аларды ишенимдүү өнөктөштөн алуу бул жылы сиз кабыл ала турган эң маанилүү чечим болуп саналат.

Эмне үчүн жарым өткөргүч өнөр жайы фтор камтыган газдарга ушунчалык көз каранды?

түшүнүү үчүн Жарым өткөргүч өнөр жайы, сиз мезгилдик таблицаны карашыңыз керек. Кремний кенеп, бирок Fluorine щетка болуп саналат. The Жарым өткөргүч жасалма процесс материалдардын катмарларын курууну жана андан кийин схемаларды түзүү үчүн аларды тандап алып салууну камтыйт. Бул алып салуу жараяны оюу деп аталат.

Fluorine эң электр терс элемент. Жөнөкөй сөз менен айтканда, ал электрондор үчүн абдан ачка. Биз тааныштырганда фтор газы же фтордуу кошулмалар плазма камерасына кирип, фтор атомдору кремний менен агрессивдүү реакцияга кирет кремний диоксиди. Бул химиялык реакция катуу кремнийди учуучу газдарга (кремний тетрафторид сыяктуу) айландырат, аларды оңой айдап кетүүгө болот. Бул химиялык реактивдүүлүк болбосо, биз заманбап үчүн керектүү микроскопиялык траншеяларды жана байланыш тешиктерин түзө алмак эмеспиз Электрондук түзмөктөр.

In жогорку көлөмдөгү өндүрүш, ылдамдык жана тактык баары болуп саналат. Фтор камтыган газдар Өткөрүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн зарыл болгон жогорку этүү ылдамдыгын камсыз кылуу, ошону менен бирге бир материалды анын астындагы катмарга зыян келтирбестен кесип тандоо мүмкүнчүлүгүн сунуштайт. Бул назик тең салмактуулук актысы химия жана физика.

Фтор химиясын жогорку тактыктагы оюу үчүн эмне уникалдуу кылат?

Сиз эмне үчүн хлор же бром колдонбойт деп сурасаңыз болот? Биз белгилүү бир катмарлар үчүн жасайбыз. Бирок, фтор химиясы кремний негизиндеги материалдарды оюп жатканда уникалдуу артыкчылык берет. Кремний менен фтордун ортосундагы байланыш укмуштуудай күчтүү. Качан фтор камтыган плазма пластинкага тийет, реакция экзотермиялык жана стихиялуу.

Сыйкыр ичинде болот Плазма. А Жарым өткөргүч процесси Камерада биз көмүртек тетрафторид (CF4) же күкүрт гексафториди (SF6) сыяктуу туруктуу газга жогорку энергияны колдонобуз. Бул газды бөлүп, реактивдүү бөлүп чыгарат Fluorine радикалдар. Бул радикалдар бетине чабуул Wafer.

«Тактыгы etch чиптин иштешин аныктайт. Эгер газдын тазалыгы өзгөрүп турса, сиздин чениңиз өзгөрүп, түшүмүңүз төмөндөйт."

Бул деген түшүнүккө алып келет анизотроптук оюп алуу — капталдан жебей түз ылдый кесүү. Аралаштырып Fluorine башка менен Процесс газдар, инженерлер траншеянын профилин кемчиликсиз башкара алышат. Бул мүмкүнчүлүк биз кичинекей түйүндөргө (7нм, 5нм жана андан төмөн) өткөнүбүздө абдан маанилүү, бул жерде бир нанометр четтөө да ийгиликсиз болуп калат.

Жарым өткөргүч өндүрүшүндөгү газдар кантип өркүндөтүлгөн иштетүү процесстерин иштетет?

Эч процесстери нын скульптуралык куралдары болуп саналат fabs. Негизги эки түрү бар: нымдуу этч (мисалы суюк химиялык заттарды колдонуу суутек фториди) жана кургак этүү (плазманы колдонуу менен). Заманбап Өркүндөтүлгөн жарым өткөргүч түйүндөр дээрлик кургак плазма оюгуна таянышат, анткени ал алда канча так.

Типтүү түрдө плазмадан оюу ырааттуулугу, а фторлуу газ киргизилет. Келгиле, колдонулган сортторду карап көрөлү:

• Көмүртек тетрафториди (CF4): Оксиддик оюу үчүн жумушчу күч.
• Octafluorocyclobutane (C4F8): Полимердик катмарды траншеянын капталдарына коюу үчүн колдонулат, ал эми түбү тереңирээк түшүрүлгөн.
• Күкүрт гексафториди (SF6): Кремнийди өтө тез иштетүү ылдамдыгы менен белгилүү.

ортосундагы өз ара аракеттенүү Плазма жана субстрат татаал болуп саналат. Бул иондор менен физикалык бомбалоону жана радикалдар менен химиялык реакцияны камтыйт. The жарым өткөргүчтөрдү чыгаруучу жабдуулар бул газдардын агымын, басымын жана аралашмасын катуу контролдоо керек. Эгерде адистик газ ным сыяктуу аралашмаларды камтыйт, ал жеткирүү линияларында же камеранын ичинде фтор кислотасын пайда кылып, коррозияга жана бөлүкчөлөрдүн кемчиликтерине алып келиши мүмкүн.

Эмне үчүн азот трифторид камераны тазалоо колдонмолорунун падышасы болуп саналат?

Ал эми сүртүү жана тазалоо кол менен баруу, өндүрүш жабдууларын тазалоо вафлиди иштетүү сыяктуу эле абдан маанилүү. учурунда Химиялык буу чөкмө (CVD), кремний же вольфрам сыяктуу материалдар пластинкага салынат. Бирок, бул материалдар камеранын дубалдарын да каптап турат. Эгерде бул калдык чогулуп калса, ал үлбүрөп, пластинкалардын үстүнө түшүп, кемчиликтерди пайда кылат.

Кириңиз Азот трифториди (NF3).

Жыл мурун, өнөр жай колдонулган фтордуу парник камераны тазалоо үчүн C2F6 сыяктуу газдар. Бирок, NF3 үчүн стандарт болуп калды камераны тазалоо процесстери анткени анын жогорку натыйжалуулугу. Алыскы плазма булагында талкаланганда, NF3 чоң көлөмдө пайда кылат фтор атомдору. Бул атомдор камеранын дубалдарын тазалап, катуу калдыктарды сордурулган газга айлантат.

Азот трифлуорид Бул артыкчылыктуу, анткени ал мурункуга салыштырмалуу жогорку пайдалануу коэффициентине ээ (газдын көбү иш жүзүндө колдонулат) жана эмиссиясы аз. тазалоочу каражаттар. Объекттин менеджери үчүн бул тейлөө үчүн азыраак токтоп калуу жана ылдамыраак өткөрүү дегенди билдирет.

Кайсы фтордуу кошулмалар жогорку көлөмдөгү өндүрүш үчүн зарыл?

The жарым өткөргүчтөрдү жеткирүү чынжыр белгилүү бир себетке таянат фтор камтыган газдар. Ар биринде белгилүү бир "рецепт" же колдонмо бар. Ат Jiangsu Huazhong Gas, биз төмөндөгүлөргө чоң суроо-талапты көрүп жатабыз:

Булар фтордуу кошулмалар жашоо кандары болуп саналат жогорку көлөмдөгү өндүрүш. Булардын туруктуу агымы жок жарым өткөргүчтөгү газдар өндүрүш, линиялар токтойт. Бул жөнөкөй. Ошондуктан Эрик Миллер сыяктуу сатып алуу менеджерлери дайыма мониторинг жүргүзүп турушат жеткирүү чынжыры бузуулар үчүн.

Эмне үчүн жогорку тазалыктагы газдар жарым өткөргүчтүн чыгышынын негизи болуп саналат?

Мен муну баса белгилей албайм: тазалык - бардыгы.

Биз сүйлөшкөндө Жогорку тазалоочу газдар, биз ширетүү үчүн колдонулган "өнөр жай классы" жөнүндө сөз кылып жаткан жокпуз. Кеп 5N (99,999%) же 6N (99,9999%) тазалык жөнүндө болуп жатат.

Эмне үчүн? Анткени а Жарым өткөргүч түзмөк нанометр менен өлчөнгөн өзгөчөлүктөргө ээ. Металл аралашмасынын бир молекуласы же аз өлчөмдөгү нымдуулук (H2O) кыска туташууга алып келиши мүмкүн же катмардын жабышып калышына жол бербейт.

• Нымдуулук: менен реакция кылат Fluorine газ берүү системасын коррозияга учураган HF түзүү.
• Кычкылтек: Кремнийди көзөмөлсүз кычкылдандырат.
• Оор металлдар: Транзистордун электрдик касиеттерин жок кылуу.

Жабдуучу катары биздин милдетибиз камсыз кылуу болуп саналат жогорку тазалыктагы ксенон же Электрондук класстагы азот оксиди Сиз катуу жооп берет Өнөр жай стандарттары. Биз аныктоо үчүн өнүккөн газ хроматографиясын колдонобуз издегич миллиардга бөлүккө чейин (ppb). Сатып алуучу үчүн Анализ Сертификатын (COA) көрүү бул жөн гана иш кагаздары эмес; алардын кепилдиги болуп саналат Жарым өткөргүч жасалма катастрофалык түшүмдүү кыйроого дуушар болбойт.

Өнөр жай парник газдарынын эмиссиясын жана GWPди кантип башкарат?

Бөлмөдө пил бар: айлана-чөйрө. Көптөгөн фторлуу газдар жогорку бар Глобалдык жылуулук потенциалы (GWP). Мисалы, Күкүрт Hexafluoride (SF6) эң бири болуп саналат күчтүү парник газдары GWP СО2ден миң эсе жогору болгон адамга белгилүү.

The жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү өнөр жайы көмүртек изи кыскартуу үчүн зор кысымга кабылууда. Бул эки чоң өзгөрүүлөргө алып келди:

1. Басаңдатуу: Fabs алардын газ чыгаруучу линияларына массалык «күйгүзүүчү кутуларды» же скрубберлерди орнотуп жатышат. Бул системалар реакцияга кирбегенди талкалайт Парник газы атмосферага чыгаардын алдында.
2. Алмаштыруу: Окумуштуулар альтернатива издеп жатышат etch төмөн GWP менен газдар. Бирок, экологиялык таасири жок C4F8 же SF6 сыяктуу эле аткарган молекуланы табуу химиялык жактан кыйын.

Азот трифлуорид тазалоо үчүн туура кадам болду, анткени ал эски PFCлерге караганда оңой бузулат, натыйжада жалпысынан азыраак болот. чыгаруу кыскартуу системалары туура иштеп жаткан болсо. Кыскартуу Парник газынын чыгарылышы мындан ары жөн гана пиар кыймылы эмес; бул ЕБ жана АКШда жөнгө салуучу талап болуп саналат.

Жарым өткөргүчтөрдү жеткирүү чынжырчасы атайын газдын жетишсиздигине алсызбы?

Акыркы бир нече жыл бизге бир нерсе үйрөткөн болсо, анда бул жеткирүү чынжыры морт болуп саналат. Жарым өткөргүч өндүрүүчүлөр неондон тартып бардык нерсенин жетишсиздигине туш болушту фторполимерлер.

менен камсыз кылуу фтор газы жана анын туундулары флюоршпатты (кальций фториди) казууга көз каранды. Кытай бул чийки заттын негизги дүйнөлүк булагы болуп саналат. Геосаясий тирешүү күчөгөндө же логистикалык каттамдар жабылып калганда, алардын болушу өтө маанилүү Процесс газдар төмөндөп, баалар асманга көтөрүлөт.

Эрик сыяктуу сатып алуучу үчүн "Форс-мажор" коркунучу реалдуу. Муну жеңилдетүү үчүн, акылдуу компаниялар жеткирүүчүлөрдү диверсификациялоодо. Алар өздөрүнө таандык өнөктөштөрдү издеп жатышат изо-танктар жана логистикалык тармактарды тузушту. Ишенимдүүлүк Логистика газдын тазалыгы сыяктуу эле маанилүү. Сен эң тазасын аласың C4F8 газы дүйнөдө, бирок ал портто тыгылып калса, ал үчүн пайдасыз фаб.

Суутек фториди жана башка уулуу материалдар менен иштөөдө кандай коопсуздук протоколдору бар?

Коопсуздук - бул биздин өнөр жайдын негизи. Көптөгөн фтор камтыган газдар уулуу, асфиксициялоочу, же өтө реактивдүү. Суутек фториди Көбүнчө нымдуу кыртышта колдонулган же кошумча продукт катары пайда болгон (HF) өзгөчө коркунучтуу. Ал териге кирип, сөөк түзүлүшүнө кол салат.

Бул материалдарды иштетүү катуу окутууну жана атайын жабдууларды талап кылат.

• Цилиндерс: DOT/ISO тастыкталган жана ички коррозияга дайыма текшерилип турушу керек.
• Клапандар: Диафрагмалык клапандар агып кетүүнүн алдын алуу үчүн колдонулат.
• Сенсорлор: Жарым өткөргүч фабрикалары газды аныктоо сенсорлору менен капталган, алар кичине агып кеткенде сигналдарды берет.

Биз цилиндрди толтурганда Электрондук класстагы азот оксиди же уулуу этхант, биз ага жүктөлгөн курал сыяктуу мамиле кылабыз. Биз бөлүкчөлөрдүн алдын алуу үчүн цилиндрдин ичи жылмаланганын жана клапан жабылып, мөөр басылганын камсыз кылабыз. Биздин кардарлар үчүн, билип туруп Carrier Gas же этчант коопсуз, талаптарга жооп берген таңгак менен келет, бул чоң жеңилдик.

Жарым өткөргүчтөрдү жасоо процессинде колдонулган материалдарды алдыда эмне күтүп турат?

The Жарым өткөргүч өндүрүү жол картасы агрессивдүү. Чиптер Gate-All-Around (GAA) транзисторлору сыяктуу 3D структураларга өткөн сайын, сүртүү жана тазалоо көбөйөт. Биз экзотикалык суроо-талапты көрүп жатабыз фторлуу газ терең, кууш тешиктерди атомдук тактык менен ача ала турган аралашмалар.

Атомдук катмардын оюу (ALE) материалды бир убакта бир атомдук катмарды алып салуу жаңы пайда болгон техника болуп саналат. Бул укмуштуудай так дозалоону талап кылат Реактивдүү газдар. Мындан тышкары, "жашыл" өндүрүшкө түртүп, жаңы өндүрүштүн кабыл алынышына түрткү болот фтор химиясы төмөн менен бирдей аткарууну сунуш кылат GWP.

Келечек газды синтездөөдө да, тазалоодо да жаңылык киргизе алгандарга таандык. As Жарым өткөргүч материалдары аларды калыптандыруу үчүн колдонулган газдар да эволюциялашы керек.

Ачкыч

• Фтор маанилүү болуп саналат: Фтор химиясы үчүн негизги көмөкчү болуп саналат etch жана таза кадамдар Жарым өткөргүч өндүрүү.
• Тазалык падыша: Жогорку тазалык (6N) кемчиликтерди алдын алуу жана камсыз кылуу үчүн эмес сүйлөшүүлөр болуп саналат процесстин туруктуулугу.
• Газдардын түрлөрү: CF4, SF6 сыяктуу ар кандай газдар жана Азот трифлуорид конкреттүү ролдорду аткарат жасалма.
• Курчап турган чөйрөгө тийгизген таасири: Башкаруу Парник газынын чыгарылышы жана азайтуу маанилүү тармактык чакырык болуп саналат.
• Камсыздоо коопсуздугу: Мыкты жеткирүү чынжыры жана ишенимдүү өнөктөштөр өндүрүш токтоп калбаш үчүн зарыл.

Jiangsu Huazhong Gas компаниясында биз бул кыйынчылыктарды түшүнөбүз, анткени биз аларды күн сайын жашап жатабыз. Сизге керекпи Жогорку тазалыктагы ксенон Сиздин эң жаңы этч процессиңиз же стандарттуу өнөр жай газдарын ишенимдүү жеткирүү үчүн, биз келечекти курган технологияны колдоо үчүн бул жердебиз.