Савремени свет ради на чиповима. Од паметног телефона у џепу до система за навођење у ваздухопловном инжењерингу, малих полупроводнички уређај је неопевани херој дигиталног доба. Али шта је јунак иза хероја? То је невидљиви, често испарљиви свет специјалних гасова. конкретно, хемија флуора игра кључну улогу у производња полупроводника процес који се једноставно не може заменити.

Ако управљате ланцем снабдевања или надгледате квалитет производа у а полупроводник ливница, знате да је маргина грешке нула. Један скок влаге или микроскопска честица могу уништити вишемилионску производњу. Овај чланак урања дубоко у улогу који садрже флуор гасови—зашто их користимо, специфична хемија која их чини ефикасним и критични значај стабилности и чистоће ланца снабдевања. Истражићемо како ови гасови високе чистоће се користе у етцх и кораке депоновања, и зашто је набавка од поузданог партнера најважнија одлука коју можете донети ове године.

Зашто је индустрија полупроводника толико зависна од гасова који садрже флуор?

Да бисте разумели индустрија полупроводника, морате погледати периодни систем. Силицијум је платно, али флуор је четка. Тхе производња полупроводника процес укључује изградњу слојева материјала, а затим њихово селективно уклањање да би се створила кола. Овај процес уклањања назива се гравирање.

Флуор је најелектронегативнији елемент. Једноставно речено, невероватно је гладан електрона. Када уводимо гас флуора или флуорована једињења у плазма комору, атоми флуора агресивно реагују са силицијумом и силицијум диоксид. Ова хемијска реакција претвара чврсти силицијум у испарљиве гасове (попут силицијум тетрафлуорида) који се лако могу испумпати. Без ове хемијске реактивности, не бисмо могли створити микроскопске ровове и контактне рупе потребне за модерне електронских уређаја.

Ин производња великог обима, брзина и прецизност су све. Гасови који садрже флуор обезбеђују високе стопе нагризања потребне за одржавање пропусности, док такође нуде селективност за сечење једног материјала без оштећења слоја испод њега. То је деликатан чин балансирања хемија и физике.

Шта чини хемију флуора тако јединственом за високо прецизно гравирање?

Можда ћете питати, зашто не користите хлор или бром? Имамо, за одређене слојеве. међутим, хемија флуора нуди јединствену предност приликом јеткања материјала на бази силицијума. Веза између силицијума и флуора је невероватно јака. Када који садрже флуор плазма удара у плочицу, реакција је егзотермна и спонтана.

Магија се дешава у плазма. У а полупроводнички процес у комори, примењујемо високу енергију на стабилан гас као што је угљен-тетрафлуорид (ЦФ4) или сумпор-хексафлуорид (СФ6). Ово разбија гас, ослобађајући реактивно флуор радикали. Ови радикали нападају површину вафер.

„Прецизност етцх дефинише перформансе чипа. Ако чистоћа вашег гаса варира, брзина нагризања варира, а ваш принос пада."

Ово доводи до концепта анизотропна гравирање—сечење право надоле без једења бочно. Мешањем флуор са другим процесни гасови, инжењери могу савршено да контролишу профил рова. Ова могућност је од суштинског значаја док прелазимо на мање чворове (7нм, 5нм и испод), где је чак и нанометар одступања грешка.

Како гасови у производњи полупроводника покрећу напредне процесе јеткања?

Процеси јеткања су алати за вајање фабс. Постоје два главна типа: мокро нагризање (користећи течне хемикалије као што су флуороводоник) и суви грав (користећи плазму). Модерна напредни полупроводник чворови се готово искључиво ослањају на јеткање сувом плазмом јер је далеко прецизније.

У типичном плазма гравирање секвенца, а флуорисани гас се уводи. Погледајмо коришћену сорту:

• Угљен тетрафлуорид (ЦФ4): Радни коњ за оксидно јеткање.
• Октафлуорциклобутан (Ц4Ф8): Користи се за наношење слоја полимера на бочне зидове рова, штитећи их док је дно дубље урезано.
• сумпор хексафлуорид (СФ6): Познат по изузетно брзим брзинама јеткања силикона.

Интеракција између плазма анд тхе супстрат је сложен. Укључује физичко бомбардовање јонима и хемијску реакцију радикала. Тхе опрема за производњу полупроводника морају строго контролисати проток, притисак и мешавину ових гасова. Ако је специјални гас садржи нечистоће као што је влага, може да формира флуороводоничну киселину унутар доводних линија или коморе, узрокујући корозију и дефекте честица.

Зашто је азот трифлуорид краљ апликација за чишћење комора?

Док нарезивање и чишћење ићи руку под руку, чишћење производне опреме је једнако важно као и обрада вафла. Током Хемијско таложење паре (ЦВД), материјали попут силицијума или волфрама се таложе на плочицу. Међутим, ови материјали такође облажу зидове коморе. Ако се овај остатак накупи, он се љушти и пада на плочице, узрокујући дефекте.

Ентер Азот трифлуорид (НФ3).

Пре много година, индустрија је користила флуорисани стакленик гасови попут Ц2Ф6 за чишћење коморе. Међутим, НФ3 је постао стандард за процеси чишћења коморе због своје високе ефикасности. Када се разбије у удаљеном извору плазме, НФ3 генерише огромну количину атоми флуора. Ови атоми чисте зидове коморе, претварајући чврсте остатке у гас који се испумпава.

Нитроген Трифлуориде је пожељнији јер има већу стопу искоришћења (више гаса се заправо користи) и ниже емисије у поређењу са старијим средства за чишћење. За менаџера објекта, ово значи мање застоја за одржавање и бржи проток.

Која флуорована једињења су неопходна за производњу великих количина?

Тхе ланац снабдевања полупроводницима ослања се на корпу специфичних гасови који садрже флуор. Сваки има одређени „рецепт” или примену. Ат Јиангсу Хуазхонг Гас, видимо велику потражњу за следећим:

Ове флуорована једињења су жила куцавица производња великог обима. Без сталног тока ових гасови у полупроводнику производње, линије се заустављају. То је тако једноставно. Због тога менаџери набавке као што је Ерик Милер стално прате ланац снабдевања за сметње.

Зашто су гасови високе чистоће окосница приноса полупроводника?

Не могу ово довољно нагласити: чистоћа је све.

Када говоримо о гасови високе чистоће, не говоримо о "индустријском разреду" који се користи за заваривање. Говоримо о чистоћи 5Н (99,999%) или 6Н (99,9999%).

Зашто? Јер а полупроводнички уређај има карактеристике мерене у нанометрима. Један молекул металне нечистоће или количина влаге у траговима (Х2О) може изазвати кратки спој или спречити лепљење слоја.

• Влага: Реагује са флуор да створи ХФ, који кородира систем за испоруку гаса.
• кисеоник: Неконтролисано оксидира силицијум.
• Тешки метали: Уништити електрична својства транзистора.

Као добављач, наш посао је да обезбедимо да ксенон високе чистоће или Електронски азотни оксид примате испуњава строге индустријски стандарди. За детекцију користимо напредну гасну хроматографију нечистоће у траговима све до делова на милијарду (ппб). За купца, увид у сертификат о анализи (ЦОА) није само папирологија; то је гаранција да њихова производња полупроводника неће се суочити са катастрофалним падом приноса.

Како индустрија управља емисијом гасова стаклене баште и ГВП-ом?

У соби је слон: околина. Многи флуорованих гасова имају високу Потенцијал глобалног загревања (ГВП). на пример, Сумпор хексафлуорид (СФ6) је један од нај моћни гасови стаклене баште познат човеку, са ГВП хиљадама пута већим од ЦО2.

Тхе индустрија производње полупроводника је под огромним притиском да смањи свој угљенични отисак. Ово је довело до две велике промене:

1. Смањење: Фабс постављају масивне "кутије за опекотине" или чистаче на своје издувне линије. Ови системи разбијају нереаговане гас стаклене баште пре него што се испусти у атмосферу.
2. Замена: Истраживачи траже алтернативу етцх гасови са нижим ГВП. Међутим, хемијски је тешко пронаћи молекул који ради једнако добро као Ц4Ф8 или СФ6 без утицаја на животну средину.

Нитроген Трифлуориде је био корак у правом смеру за чишћење јер се лакше квари од старијих ПФЦ-а, што је резултирало мањим укупним емисија ако системи за смањење функционишу исправно. Смањење емисије гасова стаклене баште није више само ПР потез; то је регулаторни захтев у ЕУ и САД.

Да ли је ланац снабдевања полупроводницима рањив на несташице специјалног гаса?

Ако су нас последњих неколико година нечему научиле, онда је то ланац снабдевања је крхка. Произвођачи полупроводника суочили су се са недостатком свега, од неона до флуорополимери.

Снабдевање гас флуора а његови деривати зависе од вађења флуорита (калцијум флуорида). Кина је главни глобални извор ове сировине. Када порасту геополитичке тензије или се логистички путеви зачепе, доступност ових је критична процесни гасови пада, а цене вртоглаво расту.

За купца као што је Ерик, страх од "више силе" је стваран. Да би ово ублажиле, паметне компаније диверзификују своје добављаче. Они траже партнере који поседују своје изо-танкови и имају успостављене логистичке мреже. Поузданост у логистика је једнако важно као и чистоћа гаса. Можете имати најчистије Ц4Ф8 гас у свету, али ако се заглави у луци, бескорисно је за фаб.

Који су безбедносни протоколи за руковање флуороводоником и другим токсичним материјалима?

Безбедност је основа наше индустрије. Многи који садрже флуор гасови су или токсични, гушећи или веома реактивни. Водоник-флуорид (ХФ), који се често користи у влажном нагризању или настаје као нуспроизвод, посебно је опасан. Продире у кожу и напада структуру костију.

Руковање овим материјалима захтева ригорозну обуку и специјализовану опрему.

• Цилиндри: Мора бити ДОТ/ИСО сертификован и редовно провераван на унутрашњу корозију.
• вентили: Мембрански вентили се користе за спречавање цурења.
• Сензори: Семицондуцтор фабс покривени су сензорима за детекцију гаса који активирају аларме при најмањем цурењу.

Када напунимо цилиндар са Електронски азотни оксид или токсични лек за нагризање, третирамо га као напуњено оружје. Осигуравамо да је цилиндар изнутра полиран како би се спречиле честице и да је вентил затворен и запечаћен. За наше купце, знајући да гас носача или средство за нагризање стиже у безбедном, усаглашеном паковању представља велико олакшање.

Шта је пред материјалима који се користе у процесу производње полупроводника?

Тхе производња полупроводника мапа пута је агресивна. Како се чипови крећу у 3Д структуре као што су Гате-Алл-Ароунд (ГАА) транзистори, сложеност нарезивање и чишћење повећава. Видимо потражњу за егзотичнијим флуорисани гас мешавине које могу да урезују дубоке, уске рупе са атомском прецизношћу.

Атомско гравирање слојева (АЛЕ) је техника у настајању која уклања материјал један по један атомски слој. Ово захтева невероватно прецизно дозирање реактивни гасови. Штавише, притисак на „зелену“ производњу вероватно ће подстаћи усвајање нових хемија флуора који нуди исте перформансе са нижим ГВП.

Будућност припада онима који могу да иновирају иу синтези и пречишћавању гаса. Ас полупроводнички материјали еволуирају, гасови који се користе за њихово обликовање такође морају да еволуирају.

Кеи Такеаваис

• Флуор је неопходан: Хемија флуора је кључни покретач за етцх и чиста улази производња полупроводника.
• Чистоћа је краљ: Висока чистоћа (6Н) се не може преговарати да би се спречили кварови и осигурали стабилност процеса.
• Разноликост гасова: Различити гасови попут ЦФ4, СФ6 и Нитроген Трифлуориде служе одређене улоге у измишљотина.
• Утицај на животну средину: Управљање емисије гасова стаклене баште и смањење је критичан индустријски изазов.
• Сигурност снабдевања: Робустан ланац снабдевања а потребни су поуздани партнери да би се избегли застоји у производњи.

У Јиангсу Хуазхонг Гасу разумемо ове изазове јер их живимо сваки дан. Било да ти треба Ксенон високе чистоће за ваш најновији процес гравирања или поуздану испоруку стандардних индустријских гасова, ми смо ту да подржимо технологију која гради будућност.