Зі швидким розвитком світової напівпровідникової промисловості процеси виробництва чіпів повністю увійшли в еру нанометрів. У цьому надзвичайно точному виробничому процесі будь-яка хвилинна зміна навколишнього середовища або забруднення матеріалу можуть призвести до скасування цілої партії пластин. Тому електронні спеціальні гази та високочисті промислові гази відіграють незамінну роль. Серед них рідкий аргон високої чистоти стала незамінним основним витратним матеріалом у повсякденній роботі напівпровідникових фабрик завдяки своїй високій хімічній інертності та відмінним фізичним властивостям.

У цій статті детально проаналізовано основні застосування рідкого аргону в процесах виробництва мікросхем і надано професійний посібник із закупівель для команд ланцюгів поставок підприємств.

Основні сфери застосування: чому рідкий аргон невіддільний від виробництва напівпровідників?

У процесі виробництва напівпровідників FEOL (Front-End-of-Line) рідкий аргон для напівпровідників в основному застосовується на наступних основних етапах, які визначають вихід продукту:

• Фізичне осадження з парової фази (PVD) / напилення: Надчистий газ аргон, утворений газифікацією рідкого аргону, є основним робочим газом у процесах PVD напилення. У вакуумній камері іони аргону прискорюються електричним полем для бомбардування матеріалу мішені, змушуючи цільові атоми зміщуватися та рівномірно осідати на поверхні пластини, утворюючи металеву плівку. Висока чистота є необхідною умовою для забезпечення щільності та електричної консистенції плівки.
• 
  

• Абсолютно безпечна інертна захисна атмосфера: Під час процесу витягування монокристалічного кремнію (такого як процес Чохральського) і процесів високотемпературного відпалу кремній легко реагує з киснем за високих температур. Таким чином, газ аргон повинен постійно вводитися для заміни повітря, забезпечуючи абсолютно інертне середовище, ізольоване від кисню та вологи, забезпечуючи тим самим ідеальний ріст кристалічної решітки кремнію.
• 
  
• Кріогеніка та технологія очищення пластин: У передових процесах, таких як екстремально ультрафіолетове (EUV) літографія, наднизькотемпературні характеристики рідкого аргону (точка кипіння -186°C) іноді застосовуються до систем охолодження точного обладнання. Одночасно технологія аргонового аерозолю також використовується для нанометрового фізичного мікроочищення поверхонь пластин, що може неруйнівним чином видаляти дрібні частинки.
• 
  

Якість визначає вихід: суворі стандарти рідкого аргону високої чистоти

Вимоги напівпровідникової промисловості до сировини надзвичайно суворі. Звичайний промисловий рідкий аргон зазвичай повинен досягати чистоти лише 99,9% або 99,99%, але це далеко не для задоволення потреб виробництва мікросхем. для кваліфікований рідкий аргон високої чистотибазова чистота зазвичай повинна досягати 99,999% (5N), а в розширених вузлах вона має навіть досягати 99,9999% (6N) або вище.

Більш важливим є контроль домішок. Вміст кисню, азоту, вологи, загальних вуглеводнів (THC) і слідів іонів металів необхідно суворо контролювати на рівні ppb (частки на мільярд) або навіть ppt (частини на трильйон). Навіть якщо невелика кількість домішок змішується з газопроводом, це утворить мікродефекти на поверхні пластини, спричиняючи коротке замикання мікросхеми або витік струму, безпосередньо знижуючи рівень продуктивності та приносячи величезні економічні втрати.

Посібник із закупівель: як оцінити та вибрати професійного постачальника рідкого аргону?

Враховуючи вирішальну роль газів високої чистоти в роботі виробничих ліній, пошук і забезпечення повністю кваліфікованого та дієздатного постачальника рідкого аргону є основним завданням для команд із закупівель і ланцюгів постачання. Оцінюючи потенційних постачальників, рекомендується зосередитися на наступних трьох параметрах:

Суворий контроль якості та можливості тестування: Відмінні постачальники повинні бути оснащені обладнанням для аналізу слідів найвищого рівня, таким як газові хроматографи (ГХ) і мас-спектрометри (МС). Вони повинні мати можливість надати детальний сертифікат автентичності (Сертифікат аналізу) для кожної партії, щоб забезпечити абсолютну узгодженість чистоти між поставками.

Сильна стійкість ланцюга поставок і стабільність доставки: Фабрики зазвичай працюють у режимі 24/7/365, і вартість простою надзвичайно висока. Таким чином, постачальники повинні володіти потужними локальними можливостями зберігання рідини, власним парком кріогенних вантажівок-цистерн і комплексними планами на випадок непередбачених ситуацій для забезпечення аварійних поставок.

Удосконалені контейнери та технологія запобігання «вторинному забрудненню»: Незалежно від того, наскільки високою є чистота газу, він марний, якщо забруднений під час транспортування. Слід зосередитись на кріогенних резервуарах для зберігання та технологіях обробки внутрішньої стінки резервуару постачальника (наприклад, на тому, чи проходив він електрополірування/обробку EP), а також на Стандартних операційних процедурах (SOP) для продувки клапанів і трубопроводів під час етапів наповнення та транспортування, гарантуючи, що висока чистота може бути доставлена ​​прямо з заводу на термінал замовника.

Висновок

Згідно з безперервним удосконаленням закону Мура, рідкий аргон високої чистоти є не лише основним витратним матеріалом, але й «невидимим супроводом» для передових напівпровідникових процесів. Наукова та сувора оцінка та вибір a постачальник рідкого аргону з комплексною силою для забезпечення високоякісного та стабільного постачання рідкого аргону для напівпровідників є ключовим наріжним каменем для кожного підприємства з виробництва напівпровідників для підвищення продуктивності процесу та перемоги на світовій ринковій конкуренції.