Современный мир работает на чипах. От смартфона в кармане до систем наведения в аэрокосмической технике — крошечные полупроводниковый прибор — невоспетый герой цифровой эпохи. Но что стоит за героем? Это невидимый, часто изменчивый мир специальных газов. В частности, химия фтора играет решающую роль в производство полупроводников процесс, который просто невозможно заменить.

Если вы управляете цепочкой поставок или контролируете качество продукции в полупроводник Литейное производство, вы знаете, что право на ошибку равно нулю. Один-единственный скачок влажности или микроскопическая частица могут разрушить многомиллионный производственный цикл. В этой статье подробно рассматривается роль фторсодержащий газы — почему мы их используем, конкретный химический состав, который делает их эффективными, а также решающую важность стабильности и чистоты цепочки поставок. Мы рассмотрим, как эти газы высокой чистоты используются в травить и этапы депонирования, а также почему их поиск у надежного партнера — самое важное решение, которое вы можете принять в этом году.

Почему полупроводниковая промышленность так зависит от фторсодержащих газов?

Чтобы понять полупроводниковая промышленность, вам нужно посмотреть таблицу Менделеева. Кремний — это холст, но фтор это кисть. производство полупроводников Процесс включает в себя создание слоев материалов, а затем выборочное их удаление для создания схем. Этот процесс удаления называется травлением.

Фтор является самым электроотрицательным элементом. Проще говоря, он невероятно жаждет электронов. Когда мы представляем газообразный фтор или фторированные соединения в плазменную камеру атомы фтора агрессивно реагируют с кремнием и диоксид кремния. Эта химическая реакция превращает твердый кремний в летучие газы (например, тетрафторид кремния), которые можно легко откачать. Без этой химической активности мы не смогли бы создать микроскопические траншеи и контактные отверстия, необходимые для современных электронные устройства.

В крупносерийное производство, скорость и точность – это все. Фторсодержащие газы обеспечивают высокие скорости травления, необходимые для поддержания производительности, а также обеспечивают селективность при прорезании одного материала без повреждения слоя под ним. Это тонкий баланс между химия и физика.

Что делает химию фтора такой уникальной для высокоточного травления?

Вы можете спросить, почему бы не использовать хлор или бром? Да, для определенных слоев. Однако, химия фтора предлагает уникальное преимущество при травлении материалов на основе кремния. Связь между кремнием и фтором невероятно прочная. Когда фторсодержащий плазма попадает на пластину, реакция экзотермическая и самопроизвольная.

Волшебство происходит в плазма. В полупроводниковый процесс В камере мы применяем высокую энергию к стабильному газу, такому как тетрафторид углерода (CF4) или гексафторид серы (SF6). Это расщепляет газ, высвобождая реактивный фтор радикалы. Эти радикалы атакуют поверхность вафля.

«Точность травить определяет производительность чипа. Если чистота вашего газа колеблется, ваша скорость травления колеблется, и ваш выход падает».

Это приводит к концепции анизотропный травление — резка прямо вниз, без заедания вбок. Смешивая фтор с другими технологические газы, инженеры могут идеально контролировать профиль траншеи. Эта возможность важна, поскольку мы переходим к более мелким узлам (7 нм, 5 нм и ниже), где отклонение даже на нанометр является сбоем.

Как газы в производстве полупроводников стимулируют современные процессы травления?

Процессы травления являются инструментами для лепки фабрики. Существует два основных типа: мокрое травление (с использованием жидких химикатов, таких как фтористый водород) и сухое травление (с использованием плазмы). Современный усовершенствованный полупроводник узлы полагаются почти исключительно на травление сухой плазмой, поскольку оно гораздо более точное.

В типичном плазменное травление последовательность, фторированный газ вводится. Давайте посмотрим на используемый сорт:

• Тетрафторид углерода (CF4): Рабочая лошадка для травления оксида.
• Октафторциклобутан (C4F8): Используется для нанесения полимерного слоя на боковые стенки траншеи, защищая их при более глубоком травлении дна.
• Гексафторид серы (SF6): Известен чрезвычайно высокой скоростью травления кремния.

Взаимодействие между плазма и субстрат является сложным. Он включает физическую бомбардировку ионами и химическую реакцию радикалов. оборудование для производства полупроводников необходимо строго контролировать расход, давление и смесь этих газов. Если специальный газ содержит примеси, такие как влага, он может образовывать плавиковую кислоту в линиях подачи или камере, вызывая коррозию и дефекты частиц.

Почему трифторид азота является лучшим средством для очистки камеры?

Пока травление и очистка Идут рука об руку: очистка производственного оборудования так же важна, как и обработка пластины. Во время Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)На пластину наносятся такие материалы, как кремний или вольфрам. Однако этими материалами покрывают и стенки камеры. Если этот остаток накапливается, он отслаивается и падает на пластины, вызывая дефекты.

Войти Трифторид азота (NF3).

Несколько лет назад промышленность использовала фторированная теплица газы типа C2F6 для очистки камеры. Однако NF3 стал стандартом для процессы очистки камеры из-за его высокой эффективности. При разрушении в удаленном источнике плазмы NF3 генерирует огромное количество атомы фтора. Эти атомы очищают стенки камеры, превращая твердые остатки в газ, который откачивается.

Трифторид азота предпочтительнее, поскольку он имеет более высокий коэффициент использования (фактически используется больше газа) и более низкие выбросы по сравнению со старыми моделями. чистящие средства. Для менеджера объекта это означает меньшее время простоя на техническое обслуживание и более высокую производительность.

Какие фторированные соединения необходимы для крупносерийного производства?

The цепочка поставок полупроводников опирается на корзину конкретных фторсодержащие газы. У каждого есть определенный «рецепт» или применение. В Цзянсу Хуачжун Газмы видим огромный спрос на следующее:

Эти фторированные соединения являются источником жизненной силы крупносерийное производство. Без постоянного потока этих газы в полупроводниках производство, очереди останавливаются. Это так просто. Вот почему менеджеры по закупкам, такие как Эрик Миллер, постоянно отслеживают цепочка поставок за сбои.

Почему газы высокой чистоты являются основой производства полупроводников?

Я не могу не подчеркнуть это: чистота – это все.

Когда мы говорим о газы высокой чистоты, речь не идет о «промышленном исполнении», используемом для сварки. Речь идет о чистоте 5N (99,999%) или 6N (99,9999%).

Почему? Потому что полупроводниковый прибор имеет характеристики, измеряемые в нанометрах. Одна молекула металлической примеси или незначительное количество влаги (H2O) могут вызвать короткое замыкание или препятствовать прилипанию слоя.

• Влажность: Реагирует с фтор создавать HF, разъедающий систему подачи газа.
• Кислород: Неконтролируемо окисляет кремний.
• Тяжелые металлы: Уничтожьте электрические свойства транзистора.

Наша работа как поставщика заключается в том, чтобы гарантировать, что ксенон высокой чистоты или Закись азота электронного класса вы получаете соответствует строгим требованиям отраслевые стандарты. Мы используем современную газовую хроматографию для обнаружения следы примесей вплоть до частей на миллиард (ppb). Для покупателя сертификат анализа (COA) – это не просто бумажная работа; это гарантия того, что их производство полупроводников не столкнется с катастрофическим падением урожайности.

Как отрасль управляет выбросами парниковых газов и ПГП?

В комнате есть слон: окружающая среда. Многие фторированные газы иметь высокий Потенциал глобального потепления (ПГП). Например, Гексафторид серы (SF6) является одним из наиболее мощные парниковые газы известный человеку, ПГП которого в тысячи раз выше, чем у CO2.

The полупроводниковая промышленность находится под огромным давлением, требующим сокращения выбросов углекислого газа. Это привело к двум важным изменениям:

1. Снижение: Фабс устанавливают массивные «коробки для сжигания» или скрубберы на выхлопных трубах. Эти системы разрушают непрореагировавшие парниковый газ прежде чем он будет выброшен в атмосферу.
2. Замена: Исследователи ищут альтернативу травить газы с более низким ПГП. Однако найти молекулу, которая бы работала так же хорошо, как C4F8 или SF6, без воздействия на окружающую среду, с химической точки зрения сложно.

Трифторид азота был шагом в правильном направлении для очистки, поскольку он выходит из строя легче, чем старые PFC, что приводит к снижению общего выбросы если системы снижения выбросов работают правильно. Сокращение выбросы парниковых газов это уже не просто пиар-ход; это нормативное требование в ЕС и США.

Уязвима ли цепочка поставок полупроводников из-за нехватки специального газа?

Если последние несколько лет нас чему-то и научили, так это тому, что цепочка поставок хрупкий. Производители полупроводников столкнулись с нехваткой всего, от неона до фторполимеры.

Поставка газообразный фтор и его производных зависит от добычи плавикового шпата (фторида кальция). Китай является основным мировым источником этого сырья. Когда геополитическая напряженность возрастает или логистические маршруты засоряются, доступность этих критически важных технологические газы падает, а цены взлетают.

Для такого покупателя, как Эрик, страх «форс-мажора» реален. Чтобы смягчить это, сообразительные компании диверсифицируют своих поставщиков. Они ищут партнеров, владеющих собственными изотанки и создали логистические сети. Надежность в логистика так же важна, как и чистота газа. Вы можете иметь самый чистый газ C4F8 в мире, но если он застрянет в порту, он бесполезен для потрясающий.

Каковы протоколы безопасности при обращении с фтористым водородом и другими токсичными материалами?

Безопасность – это основа нашей отрасли. Многие фторсодержащий газы либо токсичны, удушливы, либо обладают высокой реакционной способностью. фтористый водород (HF), часто используемый при мокром травлении или образующийся в качестве побочного продукта, особенно опасен. Он проникает в кожу и воздействует на костную структуру.

Работа с этими материалами требует тщательной подготовки и специального оборудования.

• Цилиндры: Должен быть сертифицирован DOT/ISO и регулярно проверяться на предмет внутренней коррозии.
• Клапаны: Мембранные клапаны используются для предотвращения утечек.
• Датчики: Полупроводниковые фабрики оснащены датчиками обнаружения газа, которые срабатывают при малейшей утечке.

Когда мы наполняем цилиндр Закись азота электронного класса или токсичную травку, мы относимся к ней как к заряженному оружию. Мы гарантируем, что цилиндр отполирован изнутри для предотвращения попадания твердых частиц, а клапан закрыт крышкой и герметично закрыт. Для наших клиентов, зная, что газ-носитель или протравливающее средство доставлено в безопасной, соответствующей требованиям упаковке, это большое облегчение.

Что ждет впереди материалы, используемые в процессе производства полупроводников?

The производство полупроводников дорожная карта агрессивна. По мере того как микросхемы переходят на трехмерные структуры, такие как транзисторы Gate-All-Around (GAA), сложность травление и очистка увеличивается. Мы видим спрос на более экзотические фторированный газ смеси, которые могут протравливать глубокие узкие отверстия с атомной точностью.

Атомное травление слоев (ALE) — это новая технология, которая удаляет материал по одному атомному слою за раз. Это требует невероятно точного дозирования. химически активные газы. Кроме того, стремление к «зеленому» производству, вероятно, приведет к внедрению новых технологий. химия фтора который предлагает ту же производительность с меньшими ПГП.

Будущее принадлежит тем, кто может внедрять инновации как в синтезе, так и в очистке газа. Как полупроводниковые материалы эволюционируют, газы, используемые для их формирования, тоже должны эволюционировать.

Ключевые выводы

• Фтор необходим: Химия фтора является ключевым фактором, способствующим травить и чистый шаги в производство полупроводников.
• Чистота – король: Высокая чистота (6N) не подлежит обсуждению во избежание дефектов и обеспечения стабильность процесса.
• Разнообразие газов: Различные газы, такие как CF4, SF6 и Трифторид азота выполнять определенные роли в изготовление.
• Воздействие на окружающую среду: Управление выбросы парниковых газов и снижение является критической проблемой отрасли.
• Безопасность поставок: Надежный цепочка поставок и надежные партнеры необходимы, чтобы избежать остановки производства.

В Jiangsu Huazhong Gas мы понимаем эти проблемы, потому что живем с ними каждый день. Нужен ли вам Ксенон высокой чистоты Для вашего новейшего процесса травления или надежной доставки стандартных промышленных газов мы здесь, чтобы поддержать технологию, которая строит будущее.