Zamonaviy dunyo chiplarda ishlaydi. Cho'ntagingizdagi smartfondan tortib, aerokosmik muhandislikdagi yo'l-yo'riq tizimlarigacha yarimo'tkazgichli qurilma raqamli asrning noma'lum qahramoni. Ammo qahramon ortida qanday qahramon bor? Bu maxsus gazlarning ko'rinmas, tez-tez uchuvchan dunyosi. Xususan, ftor kimyosi da hal qiluvchi rol o‘ynaydi yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish oddiygina almashtirib bo'lmaydigan jarayon.

Agar siz ta'minot zanjirini boshqarsangiz yoki mahsulot sifatini a yarimo'tkazgich quyish zavodi, siz xatolik chegarasi nolga teng ekanligini bilasiz. Namlikning bir ko'tarilishi yoki mikroskopik zarracha ko'p million dollarlik ishlab chiqarishni buzishi mumkin. Ushbu maqola roliga chuqur kirib boradi ftor o'z ichiga olgan gazlar - ularni nima uchun ishlatamiz, ularni samarali qiladigan o'ziga xos kimyo va ta'minot zanjiri barqarorligi va tozaligining muhim ahamiyati. Biz bularning qandayligini ko'rib chiqamiz yuqori toza gazlar da ishlatiladi etch va cho'kma bosqichlari va nima uchun ularni ishonchli sherikdan olish - bu yil qabul qilishingiz mumkin bo'lgan eng muhim qaror.

Nima uchun yarimo'tkazgich sanoati ftor o'z ichiga olgan gazlarga shunchalik bog'liq?

Tushunish uchun yarimo'tkazgich sanoati, davriy jadvalga qarashingiz kerak. Silikon - bu tuval, lekin ftor cho'tkadir. The yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayon materiallar qatlamlarini qurish va keyin ularni sxemalar yaratish uchun tanlab olib tashlashni o'z ichiga oladi. Ushbu olib tashlash jarayoni etching deb ataladi.

Ftor eng elektromanfiy element hisoblanadi. Oddiy qilib aytganda, u elektronlarga juda och. Biz tanishtirganda ftor gazi yoki ftorli birikmalar plazma kamerasiga kirib, ftor atomlari kremniy va bilan agressiv reaksiyaga kirishadi kremniy dioksidi. Ushbu kimyoviy reaksiya qattiq kremniyni uchuvchi gazlarga (masalan, kremniy tetraflorid) aylantiradi, ularni osongina pompalansa bo'ladi. Ushbu kimyoviy reaktivliksiz biz zamonaviy uchun zarur bo'lgan mikroskopik xandaklar va kontakt teshiklarini yarata olmadik elektron qurilmalar.

In yuqori hajmli ishlab chiqarish, tezlik va aniqlik hamma narsadir. Ftor o'z ichiga olgan gazlar o'tkazuvchanlikni saqlash uchun zarur bo'lgan yuqori ishlov berish tezligini ta'minlaydi, shu bilan birga bitta materialni uning ostidagi qatlamga zarar bermasdan kesish uchun selektivlikni taklif qiladi. Bu nozik muvozanatlash harakati kimyo va fizika.

Ftor kimyosini yuqori aniqlikdagi qirqish uchun nima noyob qiladi?

Siz so'rashingiz mumkin, nega xlor yoki brom ishlatmaslik kerak? Biz ma'lum qatlamlar uchun qilamiz. Biroq, ftor kimyosi kremniy asosidagi materiallarni qirqishda noyob afzalliklarni taqdim etadi. Kremniy va ftor o'rtasidagi aloqa nihoyatda kuchli. Qachon ftor o'z ichiga olgan plazma gofretga uriladi, reaksiya ekzotermik va spontan bo'ladi.

Sehrgarlikda sodir bo'ladi plazma. a.da yarimo'tkazgich jarayoni kamerada biz karbon tetraflorid (CF4) yoki oltingugurt geksaflorid (SF6) kabi barqaror gazga yuqori energiya sarflaymiz. Bu gazni parchalab, reaktivni chiqaradi ftor radikallar. Ushbu radikallar uning yuzasiga ta'sir qiladi gofret.

"Aniqligi etch chipning ishlashini belgilaydi. Agar sizning gazingizning tozaligi o'zgarib tursa, sizning oqish tezligingiz o'zgaradi va hosilingiz pasayadi."

Bu tushunchaga olib keladi anizotrop etching - yonma-yon ovqatlanmasdan to'g'ridan-to'g'ri kesish. Aralashtirish orqali ftor boshqa bilan texnologik gazlar, muhandislar xandaqning profilini mukammal nazorat qilishlari mumkin. Bu qobiliyat biz kichikroq tugunlarga (7nm, 5nm va undan pastroq) o'tayotganimizda juda muhim, bu erda hatto nanometr og'ish ham muvaffaqiyatsizlikka uchraydi.

Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishdagi gazlar ilg'or etch jarayonlarini qanday boshqaradi?

Etch jarayonlari ning haykaltaroshlik asboblari hisoblanadi fabs. Ikkita asosiy tur mavjud: nam etch (masalan, suyuq kimyoviy moddalar yordamida vodorod ftorid) va quruq etch (plazma yordamida). Zamonaviy ilg'or yarimo'tkazgich tugunlar deyarli faqat quruq plazma bilan qirqishga tayanadi, chunki u ancha aniqroq.

Odatdagidek plazma bilan qirqish ketma-ketlik, a ftorli gaz joriy qilinadi. Keling, ishlatiladigan xilma-xillikni ko'rib chiqaylik:

• Uglerod tetraflorid (CF4): Oksid bilan ishlov berish uchun ish kuchi.
• Oktaflorotsiklobutan (C4F8): Xandaqning yon devorlariga polimer qatlamini yotqizish uchun ishlatiladi, bu esa pastki qismi chuqurroq o'yilganda ularni himoya qiladi.
• Oltingugurt geksaflorid (SF6): Silikonni juda tez surtish tezligi bilan tanilgan.

o'rtasidagi o'zaro ta'sir plazma va substrat murakkabdir. Bu ionlar tomonidan jismoniy bombardimon va radikallar tomonidan kimyoviy reaktsiyani o'z ichiga oladi. The yarimo'tkazgich ishlab chiqarish uskunalari bu gazlarning oqimini, bosimini va aralashmasini qat'iy nazorat qilishi kerak. Agar maxsus gaz namlik kabi aralashmalarni o'z ichiga oladi, u etkazib berish liniyalari yoki kamerada gidroflorik kislota hosil qilishi mumkin, bu esa korroziya va zarracha nuqsonlarini keltirib chiqarishi mumkin.

Nima uchun azot triflorid kamerani tozalash ilovalarining qiroli hisoblanadi?

Vaholanki silliqlash va tozalash qo'l bilan boring, ishlab chiqarish uskunasini tozalash gofretni qayta ishlash kabi juda muhimdir. davomida Kimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD), kremniy yoki volfram kabi materiallar gofret ustiga yotqiziladi. Biroq, bu materiallar xonaning devorlarini ham qoplaydi. Agar bu qoldiq to'planib qolsa, u parchalanadi va gofretlarga tushib, nuqsonlarni keltirib chiqaradi.

Kirish Azot trifloridi (NF3).

Yillar oldin sanoat ishlatilgan ftorli issiqxona kamerani tozalash uchun C2F6 kabi gazlar. Biroq, NF3 standartiga aylandi kamerani tozalash jarayonlari yuqori samaradorligi tufayli. Masofaviy plazma manbasida parchalanganda, NF3 katta miqdorda hosil bo'ladi ftor atomlari. Bu atomlar kamera devorlarini tozalab, qattiq qoldiqlarni pompalanadigan gazga aylantiradi.

Azot trifloridi afzal ko'riladi, chunki u yuqoriroq foydalanish darajasiga ega (ko'proq gaz haqiqatda ishlatiladi) va eskisiga nisbatan kamroq emissiya tozalash vositalari. Ob'ekt menejeri uchun bu texnik xizmat ko'rsatish uchun kamroq to'xtash vaqtini va tezroq ishlashni anglatadi.

Qaysi ftorli birikmalar yuqori hajmli ishlab chiqarish uchun zarur?

The yarimo'tkazgich ta'minot zanjiri maxsus savatga tayanadi ftor o'z ichiga olgan gazlar. Har birining o'ziga xos "retsepti" yoki ilovasi mavjud. At Jiangsu Huazhong Gas, biz quyidagilarga katta talabni ko'ramiz:

Bular ftorli birikmalar ning qon tomiri hisoblanadi yuqori hajmli ishlab chiqarish. Bularning doimiy oqimisiz yarimo'tkazgichdagi gazlar ishlab chiqarish, liniyalar to'xtaydi. Bu shunday oddiy. Shuning uchun Erik Miller kabi xarid menejerlari doimiy ravishda nazorat qiladilar yetkazib berish tizimi buzilishlar uchun.

Nima uchun yuqori toza gazlar yarimo'tkazgichlar rentabelligining asosi hisoblanadi?

Men buni ta'kidlay olmayman: poklik hamma narsadir.

Biz gaplashganda yuqori toza gazlar, biz payvandlash uchun ishlatiladigan "sanoat darajasi" haqida gapirmayapmiz. Biz 5N (99,999%) yoki 6N (99,9999%) tozalik haqida gapiramiz.

Nega? Chunki a yarimo'tkazgichli qurilma nanometrlarda o'lchanadigan xususiyatlarga ega. Metall aralashmaning bitta molekulasi yoki namlikning iz miqdori (H2O) qisqa tutashuvga olib kelishi yoki qatlamning yopishishini oldini olishi mumkin.

• Namlik: bilan reaksiyaga kirishadi ftor gaz etkazib berish tizimini korroziyaga olib keladigan HF yaratish.
• Kislorod: Kremniyni nazoratsiz ravishda oksidlaydi.
• Og'ir metallar: Transistorning elektr xususiyatlarini yo'q qilish.

Ta'minlovchi sifatida bizning vazifamiz buni ta'minlashdir yuqori toza ksenon yoki Elektron darajadagi azot oksidi Qattiq javob olasiz sanoat standartlari. Aniqlash uchun ilg'or gaz xromatografiyasidan foydalanamiz kirlarni izlash milliardga qism (ppb) gacha. Xaridor uchun tahlil sertifikatini (COA) ko'rish shunchaki qog'ozbozlik emas; bu ularning kafolatidir yarimo'tkazgich ishlab chiqarish halokatli hosil halokatiga duch kelmaydi.

Sanoat issiqxona gazlari chiqindilarini va GWPni qanday boshqaradi?

Xonada fil bor: atrof-muhit. Ko'pchilik ftorli gazlar yuqoriga ega bo'ling Global isish potentsiali (GWP). Masalan, Oltingugurt geksaflorid (SF6) eng ko'plaridan biridir kuchli issiqxona gazlari odamlarga ma'lum, GWP CO2 dan minglab marta yuqori.

The yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish sanoati uglerod izini kamaytirish uchun katta bosim ostida. Bu ikkita katta o'zgarishlarga olib keldi:

1. Qisqartirish: Fabs egzoz liniyalariga katta hajmdagi "kuyish qutilari" yoki skrubberlarni o'rnatmoqdalar. Bu tizimlar reaksiyaga kirishmaganlarni parchalaydi issiqxona gazi atmosferaga chiqarilishidan oldin.
2. O'zgartirish: Tadqiqotchilar muqobil variantni izlamoqda etch past GWP bilan gazlar. Biroq, atrof-muhitga ta'sir qilmasdan C4F8 yoki SF6 kabi yaxshi ishlaydigan molekulani topish kimyoviy jihatdan qiyin.

Azot trifloridi tozalash uchun to'g'ri yo'nalishdagi qadam bo'ldi, chunki u eski PFClarga qaraganda osonroq parchalanadi, natijada umumiy kamroq bo'ladi. emissiya agar kamaytirish tizimlari to'g'ri ishlayotgan bo'lsa. Kamaytirish issiqxona gazlari emissiyasi endi shunchaki PR harakati emas; bu Evropa Ittifoqi va AQShda tartibga soluvchi talabdir.

Yarimo'tkazgichlarni etkazib berish zanjiri maxsus gaz tanqisligiga zaifmi?

Agar so'nggi bir necha yil bizga nimani o'rgatgan bo'lsa, bu yetkazib berish tizimi mo'rt bo'ladi. Yarimo'tkazgich ishlab chiqaruvchilari neondan tortib hamma narsaning etishmasligiga duch keldi floropolimerlar.

ning ta'minoti ftor gazi va uning hosilalari florspat (kaltsiy ftorid) qazib olishga bog'liq. Xitoy bu xom ashyoning asosiy global manbai hisoblanadi. Geosiyosiy keskinliklar kuchayganda yoki logistika yo'llari yopilganda, bularning mavjudligi juda muhimdir texnologik gazlar pasayadi va narxlar osmonga ko'tariladi.

Erik kabi xaridor uchun "Fors-major" qo'rquvi haqiqiydir. Buni yumshatish uchun aqlli kompaniyalar o'z etkazib beruvchilarini diversifikatsiya qilmoqdalar. Ular o'zlariga ega bo'lgan sheriklarni qidirmoqdalar izo-tanklar va logistika tarmoqlarini o‘rnatdilar. Ishonchliligi logistika gazning tozaligi kabi muhimdir. Siz eng tozasini olishingiz mumkin C4F8 gaz dunyoda, lekin agar u portga yopishib qolsa, u uchun foydasiz ajoyib.

Vodorod florid va boshqa zaharli moddalar bilan ishlashda qanday xavfsizlik protokollari mavjud?

Xavfsizlik sanoatimizning asosidir. Ko'pchilik ftor o'z ichiga olgan gazlar zaharli, bo'g'uvchi yoki yuqori reaktivdir. Vodorod ftorid (HF), ko'pincha ho'l ishlov berishda ishlatiladi yoki yon mahsulot sifatida hosil bo'ladi, ayniqsa xavflidir. U teriga kirib, suyak tuzilishiga hujum qiladi.

Ushbu materiallar bilan ishlash jiddiy tayyorgarlik va maxsus jihozlarni talab qiladi.

• Silindrlar: DOT/ISO sertifikatiga ega bo'lishi va ichki korroziya uchun muntazam tekshirilishi kerak.
• Vanalar: Diafragma klapanlari qochqinning oldini olish uchun ishlatiladi.
• Sensorlar: Yarimo'tkazgichlar fabrikalari eng kichik oqish paytida signallarni ishga tushiradigan gazni aniqlash sensorlari bilan qoplangan.

Tsilindrni to'ldirganimizda Elektron darajadagi azot oksidi yoki zaharli etchant, biz yuklangan qurol kabi muomala. Biz zarrachalar paydo bo'lishining oldini olish uchun silindrning ichkarida sayqallanganligini va valfning yopilishini va muhrlanganligini ta'minlaymiz. Bizning mijozlarimiz uchun, buni bilish tashuvchi gaz yoki etchant xavfsiz, mos keladigan qadoqlarda keladi, bu katta yengillikdir.

Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayonida ishlatiladigan materiallarni nima kutmoqda?

The yarimo'tkazgich ishlab chiqarish yo'l xaritasi tajovuzkor. Chiplar Gate-All-Around (GAA) tranzistorlari kabi 3D tuzilmalarga o‘tayotganda, silliqlash va tozalash ortadi. Biz ko'proq ekzotik talabni ko'rmoqdamiz ftorli gaz chuqur, tor teshiklarni atom aniqligi bilan o'yib qo'yadigan aralashmalar.

Atom qatlamini chizish (ALE) Bu materialni bir vaqtning o'zida bir atom qatlamini olib tashlaydigan yangi texnika. Bu nihoyatda aniq dozalashni talab qiladi reaktiv gazlar. Bundan tashqari, "yashil" ishlab chiqarishga bo'lgan intilish, ehtimol, yangi ishlab chiqarishni qabul qilishga undaydi ftor kimyosi Bu pastroq bilan bir xil ishlashni taklif qiladi GWP.

Kelajak gaz sintezida ham, tozalashda ham innovatsiya qila oladiganlarga tegishli. Sifatida yarimo'tkazgichli materiallar evolyutsiyada, ularni shakllantirish uchun ishlatiladigan gazlar ham rivojlanishi kerak.

Asosiy xulosalar

• Ftor asosiy hisoblanadi: Ftor kimyosi uchun asosiy vositadir etch va toza qadamlar yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish.
• Poklik shohdir: Yuqori tozalik (6N) nuqsonlarni oldini olish va ta'minlash uchun muzokara qilinmaydi jarayonning barqarorligi.
• Gazlarning xilma-xilligi: CF4, SF6 va kabi turli xil gazlar Azot trifloridi muayyan rollarni bajaradi uydirma.
• Atrof-muhitga ta'siri: Boshqarish issiqxona gazlari emissiyasi va kamaytirish muhim sanoat muammosidir.
• Ta'minot xavfsizligi: Kuchli yetkazib berish tizimi ishlab chiqarish to'xtab qolmasligi uchun ishonchli hamkorlar zarur.

Jiangsu Huazhong Gas kompaniyasida biz bu qiyinchiliklarni tushunamiz, chunki biz ularni har kuni yashaymiz. Sizga kerak bo'ladimi Yuqori toza ksenon Sizning eng yangi etch jarayoni yoki standart sanoat gazlarini ishonchli etkazib berish uchun biz kelajakni quradigan texnologiyani qo'llab-quvvatlash uchun shu yerdamiz.