โลกสมัยใหม่ดำเนินไปบนชิป จากสมาร์ทโฟนในกระเป๋าของคุณไปจนถึงระบบนำทางในวิศวกรรมการบินและอวกาศขนาดเล็ก อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ คือฮีโร่ผู้ไม่มีใครร้องในยุคดิจิทัล แต่พระเอกที่อยู่เบื้องหลังพระเอกคืออะไร? มันเป็นโลกที่มองไม่เห็นและมักจะระเหยง่ายของก๊าซชนิดพิเศษ โดยเฉพาะ เคมีฟลูออรีน มีบทบาทสำคัญในการ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการที่ไม่สามารถทดแทนได้

หากคุณกำลังจัดการห่วงโซ่อุปทานหรือดูแลคุณภาพผลิตภัณฑ์ใน เซมิคอนดักเตอร์ โรงหล่อ คุณรู้ว่าระยะขอบสำหรับข้อผิดพลาดเป็นศูนย์ ความชื้นที่เพิ่มขึ้นเพียงครั้งเดียวหรืออนุภาคขนาดเล็กมากสามารถทำลายการดำเนินการผลิตมูลค่าหลายล้านดอลลาร์ได้ บทความนี้จะเจาะลึกถึงบทบาทของ ที่ประกอบด้วยฟลูออรีน ก๊าซ—เหตุผลที่เราใช้ก๊าซเหล่านี้ เคมีเฉพาะที่ทำให้ก๊าซมีประสิทธิผล และความสำคัญอย่างยิ่งยวดของเสถียรภาพและความบริสุทธิ์ของห่วงโซ่อุปทาน เราจะสำรวจว่าสิ่งเหล่านี้เป็นอย่างไร ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง ถูกนำมาใช้ใน จำหลัก และขั้นตอนการสะสม และเหตุใดการจัดหาจากพันธมิตรที่เชื่อถือได้จึงเป็นการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดที่คุณสามารถทำได้ในปีนี้

เหตุใดอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงต้องพึ่งพาก๊าซที่ประกอบด้วยฟลูออรีนมาก

เพื่อทำความเข้าใจ อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ก็ต้องดูตารางธาตุด้วย ซิลิคอนก็คือผ้าใบแต่ ฟลูออรีน คือแปรง ที่ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการเกี่ยวข้องกับการสร้างชั้นของวัสดุ จากนั้นจึงคัดเลือกเอาวัสดุเหล่านั้นออกเพื่อสร้างวงจร กระบวนการกำจัดนี้เรียกว่าการแกะสลัก

ฟลูออรีน เป็นธาตุที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตมากที่สุด พูดง่ายๆ ก็คือ มันต้องการอิเล็กตรอนอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อเราแนะนำ ก๊าซฟลูออรีน หรือ สารประกอบฟลูออริเนต เข้าไปในห้องพลาสมา อะตอมของฟลูออรีนจะทำปฏิกิริยารุนแรงกับซิลิคอนและ ซิลิคอนไดออกไซด์. ปฏิกิริยาเคมีนี้เปลี่ยนซิลิคอนแข็งให้เป็นก๊าซระเหย (เช่น ซิลิคอนเตตราฟลูออไรด์) ที่สามารถสูบออกไปได้ง่าย หากไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีนี้ เราไม่สามารถสร้างร่องลึกขนาดเล็กและรูสัมผัสที่จำเป็นสำหรับสมัยใหม่ได้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.

ใน การผลิตในปริมาณมากความเร็วและความแม่นยำคือทุกสิ่ง ก๊าซที่ประกอบด้วยฟลูออรีน ให้อัตราการกัดเซาะที่สูงซึ่งจำเป็นต่อการรักษาปริมาณงานให้สูงขึ้น ขณะเดียวกันก็เสนอความสามารถในการเลือกตัดผ่านวัสดุชนิดเดียวโดยไม่ทำลายชั้นที่อยู่ด้านล่าง เป็นการปรับสมดุลที่ละเอียดอ่อน เคมี และฟิสิกส์

อะไรทำให้เคมีของฟลูออรีนมีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการกัดที่มีความแม่นยำสูง

คุณอาจถามว่าทำไมไม่ใช้คลอรีนหรือโบรมีน? เราทำสำหรับบางชั้น อย่างไรก็ตาม เคมีฟลูออรีน นำเสนอข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครเมื่อแกะสลักวัสดุที่มีซิลิกอน พันธะระหว่างซิลิคอนกับฟลูออรีนมีความแข็งแกร่งอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่อ ที่ประกอบด้วยฟลูออรีน พลาสมากระทบแผ่นเวเฟอร์ ปฏิกิริยาจะคายความร้อนและเกิดขึ้นเอง

ความมหัศจรรย์เกิดขึ้นใน พลาสมา. ในก กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ ห้องเพาะเลี้ยง เราใช้พลังงานสูงกับก๊าซเสถียร เช่น คาร์บอนเตตราฟลูออไรด์ (CF4) หรือซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) สิ่งนี้ทำให้ก๊าซแตกตัวและปล่อยปฏิกิริยาออกมา ฟลูออรีน อนุมูล อนุมูลเหล่านี้โจมตีพื้นผิวของ เวเฟอร์.

“ความแม่นยำของ. จำหลัก กำหนดประสิทธิภาพของชิป หากความบริสุทธิ์ของก๊าซของคุณผันผวน อัตราการกัดกรดของคุณก็จะผันผวน และผลผลิตของคุณก็ลดลง"

ซึ่งนำไปสู่แนวความคิดที่ว่า แอนไอโซทรอปิก การแกะสลัก - ตัดตรง ๆ โดยไม่กินด้านข้าง โดยการผสม ฟลูออรีน กับคนอื่น ๆ ประมวลผลก๊าซวิศวกรสามารถควบคุมโปรไฟล์ของร่องลึกได้อย่างสมบูรณ์แบบ ความสามารถนี้มีความสำคัญเมื่อเราย้ายไปยังโหนดที่เล็กกว่า (7 นาโนเมตร 5 นาโนเมตร และต่ำกว่า) ซึ่งแม้แต่การเบี่ยงเบนระดับนาโนเมตรก็ยังล้มเหลว

ก๊าซในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขับเคลื่อนกระบวนการกัดกรดขั้นสูงได้อย่างไร

กระบวนการจำหลัก เป็นเครื่องมือในการแกะสลักของ เยี่ยมมาก. มีอยู่ 2 ประเภทหลักๆ คือ กัดกรดแบบเปียก (ใช้สารเคมีเหลว เช่น ไฮโดรเจนฟลูออไรด์) และการกัดแบบแห้ง (โดยใช้พลาสมา) ทันสมัย เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง โหนดอาศัยการแกะสลักพลาสมาแบบแห้งเกือบทั้งหมด เนื่องจากมีความแม่นยำมากกว่ามาก

ในแบบฉบับ การแกะสลักพลาสม่า ลำดับก ก๊าซฟลูออริเนต ได้รับการแนะนำ ลองดูความหลากหลายที่ใช้:

• คาร์บอนเตตราฟลูออไรด์ (CF4): กลไกสำคัญสำหรับการกัดออกไซด์
• ออคตาฟลูออโรไซโคลบิวเทน (C4F8): ใช้เพื่อเคลือบชั้นโพลีเมอร์ไว้ที่ผนังด้านข้างของร่องลึกก้นสมุทร เพื่อปกป้องในขณะที่เจาะลึกลงไปด้านล่าง
• ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6): เป็นที่รู้จักในเรื่องอัตราการกัดซิลิกอนที่รวดเร็วมาก

ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง พลาสมา และ วัสดุพิมพ์ มีความซับซ้อน มันเกี่ยวข้องกับการทิ้งระเบิดทางกายภาพด้วยไอออนและปฏิกิริยาทางเคมีจากอนุมูล ที่ อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ต้องควบคุมการไหล ความดัน และส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้อย่างเคร่งครัด ถ้า ก๊าซชนิดพิเศษ มีสิ่งเจือปน เช่น ความชื้น สามารถสร้างกรดไฮโดรฟลูออริกภายในท่อส่งหรือห้องเพาะเลี้ยง ทำให้เกิดการกัดกร่อนและข้อบกพร่องของอนุภาค

เหตุใดไนโตรเจน ไตรฟลูออไรด์ จึงเป็นราชาแห่งการทำความสะอาดห้องเพาะเลี้ยง?

ในขณะที่ การแกะสลักและการทำความสะอาด ไปด้วยกัน การทำความสะอาดอุปกรณ์การผลิตมีความสำคัญพอๆ กับการแปรรูปเวเฟอร์ ระหว่าง การสะสมไอสารเคมี (CVD)วัสดุเช่นซิลิคอนหรือทังสเตนจะสะสมอยู่บนแผ่นเวเฟอร์ อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้ยังเคลือบผนังห้องด้วย หากสารตกค้างนี้สะสม มันจะหลุดล่อนและตกลงไปบนแผ่นเวเฟอร์ ทำให้เกิดข้อบกพร่อง

เข้า ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ (NF3).

ปีที่ผ่านมาอุตสาหกรรมที่ใช้ เรือนกระจกที่มีฟลูออไรด์ ก๊าซเช่น C2F6 สำหรับการทำความสะอาดห้องเพาะเลี้ยง อย่างไรก็ตาม NF3 ได้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับ กระบวนการทำความสะอาดห้อง เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง เมื่อแยกย่อยในแหล่งกำเนิดพลาสมาระยะไกล NF3 จะสร้างปริมาณมหาศาล อะตอมฟลูออรีน. อะตอมเหล่านี้จะขัดผนังห้องให้สะอาด เปลี่ยนของแข็งที่ตกค้างให้กลายเป็นก๊าซที่ถูกสูบออกมา

ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ เป็นที่ต้องการเนื่องจากมีอัตราการใช้ที่สูงกว่า (ใช้ก๊าซจริงมากกว่า) และการปล่อยมลพิษต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นเก่า สารทำความสะอาด. สำหรับผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวก นี่หมายถึงการหยุดทำงานเพื่อการบำรุงรักษาน้อยลงและปริมาณงานที่เร็วขึ้น

สารประกอบฟลูออริเนตชนิดใดที่จำเป็นสำหรับการผลิตในปริมาณมาก

ที่ ห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ อาศัยตะกร้าเฉพาะ ก๊าซที่ประกอบด้วยฟลูออรีน. แต่ละคนมี "สูตร" หรือการใช้งานเฉพาะ ณ เจียงซูหัวจงแก๊สเราเห็นความต้องการอย่างมากในเรื่องต่อไปนี้:

เหล่านี้ สารประกอบฟลูออริเนต เป็นเส้นเลือดสำคัญของ การผลิตในปริมาณมาก. ปราศจากกระแสเหล่านี้อย่างต่อเนื่อง ก๊าซในสารกึ่งตัวนำ การผลิตเส้นหยุด มันง่ายมาก นี่คือสาเหตุที่ผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อเช่น Eric Miller ติดตามดูอย่างต่อเนื่อง ห่วงโซ่อุปทาน สำหรับการหยุดชะงัก

เหตุใดก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงจึงเป็นแกนหลักของผลผลิตเซมิคอนดักเตอร์

ฉันไม่สามารถเน้นเรื่องนี้ได้เพียงพอ: ความบริสุทธิ์คือทุกสิ่ง

เมื่อเราพูดถึง ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูงเราไม่ได้พูดถึง "เกรดอุตสาหกรรม" ที่ใช้เชื่อมนะ เรากำลังพูดถึงความบริสุทธิ์ 5N (99.999%) หรือ 6N (99.9999%)

ทำไม? เพราะก อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ มีคุณสมบัติที่วัดเป็นนาโนเมตร โมเลกุลเดี่ยวของโลหะเจือปนหรือปริมาณความชื้น (H2O) ในปริมาณเล็กน้อยอาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือป้องกันไม่ให้ชั้นเกาะติดกัน

• ความชื้น: ทำปฏิกิริยากับ ฟลูออรีน เพื่อสร้าง HF ซึ่งกัดกร่อนระบบส่งก๊าซ
• ออกซิเจน: ออกซิไดซ์ซิลิคอนอย่างไม่สามารถควบคุมได้
• โลหะหนัก: ทำลายคุณสมบัติทางไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์

ในฐานะซัพพลายเออร์ งานของเราคือการทำให้มั่นใจว่า ซีนอนที่มีความบริสุทธิ์สูง หรือ ไนตรัสออกไซด์เกรดอิเล็กทรอนิกส์ คุณได้รับการปฏิบัติตามอย่างเข้มงวด มาตรฐานอุตสาหกรรม. เราใช้แก๊สโครมาโตกราฟีขั้นสูงในการตรวจจับ ติดตามสิ่งสกปรก ลดลงเหลือส่วนในพันล้านส่วน (ppb) สำหรับผู้ซื้อ การเห็นใบรับรองการวิเคราะห์ (COA) ไม่ใช่แค่เอกสารเท่านั้น มันคือการรับประกันของพวกเขา การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ จะไม่เผชิญกับความล้มเหลวของผลผลิตอย่างหายนะ

อุตสาหกรรมมีการจัดการการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและ GWP อย่างไร

มีช้างอยู่ในห้อง: สิ่งแวดล้อม มากมาย ก๊าซฟลูออริเนต มีความสูง ศักยภาพภาวะโลกร้อน (GWP). ตัวอย่างเช่น ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ (SF6) เป็นหนึ่งในที่สุด ก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพ มนุษย์รู้จัก โดยมี GWP สูงกว่า CO2 หลายพันเท่า

ที่ อุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อยู่ภายใต้แรงกดดันมหาศาลในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญสองประการ:

1. การลดหย่อน: แฟบส์ กำลังติดตั้ง "กล่องเผา" หรือเครื่องฟอกขนาดใหญ่บนท่อไอเสีย ระบบเหล่านี้จะทำลายสิ่งที่ไม่เกิดปฏิกิริยา ก๊าซเรือนกระจก ก่อนปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ
2. การทดแทน: นักวิจัยกำลังมองหาทางเลือกอื่น จำหลัก ก๊าซที่มีค่า GWP ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การค้นหาโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพเท่ากับ C4F8 หรือ SF6 โดยไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นเรื่องยากทางเคมี

ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ เป็นก้าวหนึ่งในการทำความสะอาดที่ถูกต้องเพราะสลายตัวได้ง่ายกว่าสาร PFC แบบเก่า ส่งผลให้โดยรวมน้อยลง การปล่อยก๊าซเรือนกระจก หากระบบลดทำงานอย่างถูกต้อง กำลังลด การปล่อยก๊าซเรือนกระจก ไม่ใช่แค่การประชาสัมพันธ์อีกต่อไป เป็นข้อกำหนดด้านกฎระเบียบในสหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกา

ห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์มีความเสี่ยงต่อการขาดแคลนก๊าซชนิดพิเศษหรือไม่?

ถ้าไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้สอนอะไรเราบ้างแล้วล่ะก็ ห่วงโซ่อุปทาน เปราะบาง ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ต้องเผชิญกับการขาดแคลนทุกอย่างตั้งแต่นีออนไปจนถึง ฟลูออโรโพลีเมอร์.

อุปทานของ ก๊าซฟลูออรีน และอนุพันธ์ของมันขึ้นอยู่กับการขุดฟลูออร์สปาร์ (แคลเซียมฟลูออไรด์) จีนเป็นแหล่งวัตถุดิบสำคัญระดับโลก เมื่อความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์เพิ่มขึ้นหรือเส้นทางโลจิสติกส์อุดตัน ความพร้อมใช้งานของสิ่งเหล่านี้ก็มีความสำคัญ ประมวลผลก๊าซ ลดลงและราคาพุ่งสูงขึ้น

สำหรับผู้ซื้ออย่างเอริค ความกลัว "เหตุสุดวิสัย" มีจริง เพื่อบรรเทาปัญหานี้ บริษัทที่เชี่ยวชาญจึงกระจายซัพพลายเออร์ของตน พวกเขากำลังมองหาพันธมิตรที่เป็นเจ้าของของตนเอง ถังไอโซ และได้จัดตั้งเครือข่ายโลจิสติกส์ ความน่าเชื่อถือใน โลจิสติกส์ มีความสำคัญพอๆ กับความบริสุทธิ์ของก๊าซ คุณสามารถมีความบริสุทธิ์ที่สุดได้ ก๊าซ C4F8 ในโลก แต่ถ้ามันติดอยู่ที่ท่าเรือก็ไม่มีประโยชน์อะไร เยี่ยมมาก.

ระเบียบปฏิบัติด้านความปลอดภัยในการจัดการกับไฮโดรเจนฟลูออไรด์และสารพิษอื่นๆ มีอะไรบ้าง?

ความปลอดภัยเป็นรากฐานสำคัญของอุตสาหกรรมของเรา มากมาย ที่ประกอบด้วยฟลูออรีน ก๊าซเป็นพิษ ขาดอากาศหายใจ หรือมีปฏิกิริยาสูง ไฮโดรเจน ฟลูออไรด์ (HF) ซึ่งมักใช้ในการกัดกรดแบบเปียกหรือเป็นผลพลอยได้ ถือเป็นอันตรายอย่างยิ่ง มันแทรกซึมเข้าสู่ผิวหนังและโจมตีโครงสร้างกระดูก

การจัดการวัสดุเหล่านี้ต้องได้รับการฝึกอบรมอย่างเข้มงวดและอุปกรณ์เฉพาะทาง

• กระบอกสูบ: ต้องได้รับการรับรอง DOT/ISO และตรวจสอบการกัดกร่อนภายในอย่างสม่ำเสมอ
• วาล์ว: วาล์วไดอะแฟรมใช้เพื่อป้องกันการรั่วไหล
• เซนเซอร์: โรงงานเซมิคอนดักเตอร์ มีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซที่ส่งสัญญาณเตือนเมื่อมีการรั่วไหลเพียงเล็กน้อย

เมื่อเราเติมกระบอกสูบด้วย ไนตรัสออกไซด์เกรดอิเล็กทรอนิกส์ หรือการแกะสลักที่เป็นพิษ เราก็ปฏิบัติต่อมันเหมือนเป็นอาวุธที่บรรจุกระสุน เรามั่นใจว่ากระบอกสูบได้รับการขัดเงาภายในเพื่อป้องกันอนุภาค และวาล์วถูกปิดและปิดผนึกไว้ สำหรับลูกค้าของเราทราบดีว่า ก๊าซพาหะ หรือการแกะสลักที่มาถึงในบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดภัยและเป็นไปตามข้อกำหนดถือเป็นการบรรเทาทุกข์ที่สำคัญ

วัสดุที่ใช้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์รออยู่ข้างหน้าคืออะไร

ที่ การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ แผนงานมีความก้าวร้าว เมื่อชิปเคลื่อนไปยังโครงสร้าง 3 มิติ เช่น ทรานซิสเตอร์แบบ Gate-All-Around (GAA) ความซับซ้อนของ การแกะสลักและการทำความสะอาด เพิ่มขึ้น เราเห็นความต้องการสินค้าที่แปลกใหม่มากขึ้น ก๊าซฟลูออริเนต สารผสมที่สามารถกัดรูลึกและแคบด้วยความแม่นยำระดับอะตอม

การแกะสลักชั้นอะตอม (ALE) เป็นเทคนิคที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งจะกำจัดวัสดุออกทีละชั้นอะตอม ซึ่งต้องใช้การจ่ายยาที่แม่นยำอย่างเหลือเชื่อ ก๊าซที่เกิดปฏิกิริยา. นอกจากนี้ การผลักดันให้เกิดการผลิตที่ "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม" มีแนวโน้มที่จะผลักดันให้เกิดการยอมรับสิ่งใหม่ๆ เคมีฟลูออรีน ที่ให้ประสิทธิภาพเท่าเดิมแต่ต่ำกว่า จีดับบลิวพี.

อนาคตเป็นของผู้ที่สามารถสร้างสรรค์นวัตกรรมทั้งในการสังเคราะห์ก๊าซและการทำให้บริสุทธิ์ เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ วิวัฒนาการ ก๊าซที่ใช้สร้างรูปร่างก็ต้องวิวัฒนาการด้วย

ประเด็นสำคัญ

• ฟลูออรีนเป็นสิ่งจำเป็น: เคมีฟลูออรีน เป็นตัวขับเคลื่อนหลักสำหรับ จำหลัก และ สะอาด ก้าวเข้ามา การผลิตเซมิคอนดักเตอร์.
• ความบริสุทธิ์เป็นกษัตริย์: มีความบริสุทธิ์สูง (6N) ไม่สามารถต่อรองได้เพื่อป้องกันข้อบกพร่องและความมั่นใจ ความเสถียรของกระบวนการ.
• ความหลากหลายของก๊าซ: ก๊าซต่างๆ เช่น CF4, SF6 และ ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์ ทำหน้าที่เฉพาะใน การประดิษฐ์.
• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: การจัดการ การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และ การลดลง ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญในอุตสาหกรรม
• ความปลอดภัยของอุปทาน: มีความแข็งแกร่ง ห่วงโซ่อุปทาน และพันธมิตรที่เชื่อถือได้มีความจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดการผลิต

ที่ Jiangsu Huazhong Gas เราเข้าใจถึงความท้าทายเหล่านี้เพราะเราดำเนินชีวิตตามมันทุกวัน ไม่ว่าคุณจะต้องการ ซีนอนความบริสุทธิ์สูง สำหรับกระบวนการกัดกรดใหม่ล่าสุดหรือการส่งมอบก๊าซอุตสาหกรรมมาตรฐานที่เชื่อถือได้ เราพร้อมให้การสนับสนุนเทคโนโลยีที่สร้างอนาคต