С быстрым развитием мировой полупроводниковой промышленности процессы производства чипов полностью вступили в эру нанометров. В этом чрезвычайно точном производственном процессе любые малейшие колебания окружающей среды или загрязнение материала могут привести к бракованию всей партии пластин. Поэтому специальные электронные газы и промышленные газы высокой чистоты играют незаменимую роль. Среди них, жидкий аргон высокой чистоты стал незаменимым ключевым расходным материалом в повседневной работе предприятий по производству полупроводников благодаря своей исключительной химической инертности и превосходным физическим свойствам.

В этой статье будут глубоко проанализированы основные области применения жидкого аргона в процессах производства чипов и предоставлено профессиональное руководство по закупкам для групп корпоративных цепочек поставок.

Основные области применения: почему жидкий аргон неотделим от производства полупроводников?

В процессе производства полупроводников на начальном этапе производства (FEOL) жидкий аргон для полупроводников в основном применяется на следующих основных этапах, которые определяют выход продукта:

• Физическое осаждение из паровой фазы (PVD)/напыление: Сверхчистый аргон, образующийся при газификации жидкого аргона, является наиболее распространенным рабочим газом в процессах PVD-напыления. В вакуумной камере ионы аргона ускоряются электрическим полем и бомбардируют материал мишени, в результате чего атомы мишени смещаются и равномерно осаждаются на поверхности пластины, образуя металлическую пленку. Высокая чистота является обязательным условием для обеспечения плотности и электрической консистенции пленки.
• 
  

• Абсолютно безопасная инертная защитная атмосфера: Во время процесса вытягивания монокристаллического кремния (например, процесса Чохральского) и процессов высокотемпературного отжига кремний легко вступает в реакцию с кислородом при высоких температурах. Поэтому для замены воздуха необходимо постоянно вводить газообразный аргон, создавая абсолютно инертную среду, изолированную от кислорода и влаги, тем самым обеспечивая идеальный рост кристаллической решетки кремния.
• 
  
• Криогеника и технология очистки пластин: В передовых процессах, таких как литография в экстремальном ультрафиолете (EUV), сверхнизкие температурные характеристики жидкого аргона (точка кипения -186°C) иногда применяются в системах охлаждения прецизионного оборудования. В то же время технология аргонового аэрозоля также используется для физической микроочистки поверхностей пластин в нанометровом масштабе, что позволяет неразрушающим образом удалять мельчайшие частицы.
• 
  

Качество определяет выход: строгие стандарты жидкого аргона высокой чистоты

Требования полупроводниковой промышленности к сырью исключительно высоки. Обычному жидкому аргону промышленного класса чистота обычно должна достигать только 99,9% или 99,99%, но это далеко не соответствует потребностям производства чипов. Для квалифицированный жидкий аргон высокой чистотыбазовая чистота обычно должна достигать 99,999% (5N), а в продвинутых узлах она даже должна достигать 99,9999% (6N) или выше.

Более важным является контроль примесей. Содержание кислорода, азота, влаги, общих углеводородов (THC) и следовых ионов металлов должно строго контролироваться на уровне ppb (частей на миллиард) или даже ppt (частей на триллион). Даже если незначительное количество примесей попадет в газопровод, они образуют микродефекты на поверхности пластины, вызывая короткое замыкание чипа или утечку тока, что напрямую снижает производительность и приносит огромные экономические потери.

Руководство по закупкам: как оценить и выбрать профессионального поставщика жидкого аргона?

Учитывая решающую роль газов высокой чистоты в работе производственных линий, поиск и обеспечение полностью квалифицированного и способного поставщика жидкого аргона является основной задачей групп закупок и поставок. При оценке потенциальных поставщиков рекомендуется сосредоточиться на следующих трех измерениях:

Строгий контроль качества и возможности тестирования: Отличные поставщики должны быть оснащены оборудованием для анализа следов, таким как газовые хроматографы (ГХ) и масс-спектрометры (МС). Они должны быть в состоянии предоставить подробный сертификат подлинности (сертификат анализа) для каждой партии, чтобы гарантировать абсолютную стабильность чистоты между поставками.

Высокая устойчивость цепочки поставок и стабильность поставок: Фабы обычно работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, и стоимость простоя чрезвычайно высока. Поэтому поставщики должны обладать огромными возможностями локализованного хранения жидкостей, собственным парком криогенных автоцистерн и комплексными планами действий в чрезвычайных ситуациях для обеспечения поставок в чрезвычайных ситуациях.

Усовершенствованные контейнеры и технология защиты от «вторичного загрязнения»: Какой бы чистоты газ не был, он бесполезен, если загрязняется при транспортировке. Основное внимание следует уделять технологиям обработки криогенных резервуаров и внутренних стенок цистерн поставщика (например, подвергались ли они электрополировке/EP-обработке), а также стандартным рабочим процедурам (SOP) для продувки клапанов и трубопроводов на этапах наполнения и транспортировки, гарантируя, что продукция высокой чистоты может быть доставлена ​​прямо с завода на терминал клиента.

Заключение

В условиях постоянного развития закона Мура жидкий аргон высокой чистоты становится не просто основным расходным материалом, но и «невидимым сопровождающим» для передовых полупроводниковых процессов. Научная и строгая оценка и выбор поставщик жидкого аргона Благодаря комплексной мощности, обеспечивающей высококачественные и стабильные поставки жидкого аргона для полупроводников, это краеугольный камень для каждого предприятия по производству полупроводников, позволяющий повысить производительность процесса и победить в конкуренции на мировом рынке.