די מאָדערן וועלט לויפט אויף טשיפּס. פון די סמאַרטפאָנע אין דיין קעשענע צו די גיידאַנס סיסטעמען אין אַעראָספּאַסע ינזשעניעריע, די קליינטשיק סעמיקאַנדאַקטער מיטל איז דער אַנסאַנג העלד פון די דיגיטאַל עלטער. אָבער וואָס איז דער העלד הינטער דעם העלד? עס איז די ומזעיק, אָפט וואַלאַטאַל וועלט פון ספּעציאַליטעט גאַסאַז. ספּעציעל, פלאָרין כעמיע פיעסעס אַ פּיוואַטאַל ראָלע אין די סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג פּראָצעס וואָס פשוט קענען ניט זיין ריפּלייסט.

אויב איר פירן אַ צושטעלן קייט אָדער אָוווערסיינג פּראָדוקט קוואַליטעט אין אַ סעמיקאַנדאַקטער פאַונדרי, איר וויסן אַז דער גרענעץ פֿאַר טעות איז נול. א איין נעץ אין נעץ אָדער אַ מיקראָסקאָפּיק פּאַרטאַקאַל קענען צעשטערן אַ מאַלטי-מיליאָן-דאָלאַר פּראָדוקציע לויפן. דער אַרטיקל דייווז טיף אין די ראָלע פון פלאָרין-מיט גאַסאַז - וואָס מיר נוצן זיי, די ספּעציפיש כעמיע וואָס מאכט זיי עפעקטיוו, און די קריטיש וויכטיקייט פון צושטעלן קייט פעסטקייַט און ריינקייַט. מיר וועלן ויספאָרשן ווי דאָס הויך-ריינקייַט גאַסאַז זענען געניצט אין עטש און דעפּאַזישאַן סטעפּס, און וואָס סאָרסינג זיי פֿון אַ פאַרלאָזלעך שוטעף איז די מערסט וויכטיק באַשלוס איר קענען מאַכן דעם יאָר.

פארוואס איז די סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע אַזוי אָפענגיק אויף פלאָרין-מיט גאַסאַז?

צו פֿאַרשטיין די יו סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע, איר האָבן צו קוקן אין די פּעריאָדיש טיש. סיליציום איז דער לייַוונט, אָבער פלאָרין איז דער באַרשט. די סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע פּראָצעס ינוואַלווז בנין לייַערס פון מאַטעריאַלס און דעמאָלט סאַלעקטיוולי רימוווינג זיי צו שאַפֿן סערקאַץ. דעם באַזייַטיקונג פּראָצעס איז גערופן עטשינג.

פלואָרינע איז די מערסט עלעקטראָנעגאַטיוו עלעמענט. אין פּשוט ווערטער, עס איז ינקרעדאַבלי הונגעריק פֿאַר עלעקטראָנס. ווען מיר פאָרשטעלן פלאָרין גאַז אָדער פלואָרינאַטעד קאַמפּאַונדז אין אַ פּלאַזמע קאַמער, די פלאָרין אַטאָמס רעאַגירן אַגרעסיוו מיט סיליציום און סיליציום דייאַקסייד. דער כעמישער רעאַקציע טורנס האַרט סיליציום אין וואַלאַטאַל גאַסאַז (ווי סיליציום טעטראַפלאָרידע) וואָס קענען זיין לייכט פּאַמפּט אַוועק. אָן דעם כעמישער ריאַקטיוואַטי, מיר קען נישט מאַכן די מיקראָסקאָפּיק טרענטשעס און קאָנטאַקט האָלעס פארלאנגט פֿאַר מאָדערן עלעקטראָניש דעוויסעס.

אין הויך-באַנד מאַנופאַקטורינג, גיכקייַט און פּינטלעכקייַט זענען אַלץ. פלואָרינע-מיט גאַסאַז צושטעלן די הויך עטש ראַטעס דארף צו האַלטן טרופּוט אַרויף, און אויך פאָרשלאָגן די סעלעקטיוויטי צו שנייַדן דורך איין מאַטעריאַל אָן דאַמידזשינג די שיכטע אונטער עס. עס איז אַ יידל באַלאַנסינג אַקט פון כעמיע און פיזיק.

וואָס מאכט פלאָרין כעמיע אַזוי יינציק פֿאַר הויך-פּינטלעכקייַט עטשינג?

איר קען פרעגן, וואָס טאָן ניט נוצן קלאָרין אָדער בראָמע? מיר טאָן, פֿאַר זיכער לייַערס. אָבער, פלאָרין כעמיע אָפפערס אַ יינציק מייַלע ווען עטשינג סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס. די בונד צווישן סיליציום און פלאָרין איז ינקרעדאַבלי שטאַרק. ווען פלאָרין-מיט פּלאַזמע היץ די ווייפער, דער אָפּרוף איז עקסאָטהערמיק און ספּאַנטייניאַס.

די מאַגיש כאַפּאַנז אין די פּלאַזמע. אין א סעמיקאַנדאַקטער פּראָצעס קאַמער, מיר צולייגן הויך ענערגיע צו אַ סטאַביל גאַז ווי קאַרבאָן טעטראַפלאָרידע (CF4) אָדער שוועבל העקסאַפלואָרידע (SF6). דאס ברייקס די גאַז באַזונדער, ריליסינג ריאַקטיוו פלאָרין ראַדיקאַלן. די ראַדאַקאַלז באַפאַלן די ייבערפלאַך פון די ווייפער.

"די פּינטלעכקייַט פון די עטש דיפיינז די פאָרשטעלונג פון די שפּאָן. אויב דיין גאַז ריינקייַט פלאַקטשוייץ, דיין עטש קורס פלאַקטשוייץ, און דיין טראָגן קראַשיז."

דאָס פירט צו דער באַגריף פון אַניסאָטראָפּיק עטשערן — שניידן גלײַך אַראָפּ אָן עסן אויף דער זייט. דורך מיקסינג פלאָרין מיט אנדערע פּראָצעס גאַסאַז, ענדזשאַנירז קענען קאָנטראָלירן די פּראָפיל פון די טרענטש בישליימעס. די פיייקייט איז יקערדיק ווען מיר מאַך צו קלענערער נאָודז (7nm, 5nm, און ווייטער), ווו אפילו אַ נאַנאָמעטער פון דיווייישאַן איז אַ דורכפאַל.

ווי טאָן גאַסאַז אין סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג פאָר אַוואַנסירטע עטש פּראַסעסאַז?

עטש פּראַסעסאַז זענען די סקאַלפּטינג מכשירים פון די fabs. עס זענען צוויי הויפּט טייפּס: נאַס עטש (ניצן פליסיק קעמיקאַלז ווי הידראָגען פלאָרייד) און טרוקן עטש (ניצן פּלאַזמע). מאָדערן אַוואַנסירטע סעמיקאַנדאַקטער נאָודז פאַרלאָזנ כּמעט אויסשליסלעך אויף טרוקן פּלאַזמע עטשינג ווייַל עס איז פיל מער גענוי.

אין אַ טיפּיש פּלאַזמע עטשינג סיקוואַנס, אַ פלואָרינאַטעד גאַז איז באַקענענ. זאל ס קוק אין די פאַרשיידנקייַט געניצט:

• קאַרבאָן טעטראַפלאָרידע (CF4): די ווערקכאָרס פֿאַר אַקסייד עטשינג.
• אָקטאַפלואָראָסיקלאָבוטאַנע (C4F8): געניצט צו אַוועקלייגן אַ פּאָלימער שיכטע אויף די סידעוואַללס פון די טרענטש, פּראַטעקטינג זיי בשעת די דנאָ איז עטשט דיפּער.
• שוועבל העקסאַפלואָרידע (SF6): באַוווסט פֿאַר גאָר שנעל סיליציום עטשינג רייץ.

די ינטעראַקשאַן צווישן די יו פּלאַזמע און די סאַבסטרייט איז קאָמפּליצירט. עס ינוואַלווז פיזיש באַמבאַרדמענט דורך ייאַנז און כעמישער רעאַקציע דורך ראַדאַקאַלז. די סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג ויסריכט מוזן שטרענג קאָנטראָלירן די לויפן, דרוק, און געמיש פון די גאַסאַז. אויב די ספּעציאַליטעט גאַז כּולל ימפּיוראַטיז ווי נעץ, עס קענען פאָרעם הידראָפלואָריק זויער אין די עקספּרעס שורות אָדער די קאַמער, קאָזינג קעראָוזשאַן און פּאַרטאַקאַל חסרונות.

פארוואס איז ניטראָגען טריפלאָרידע דער מלך פון קאַמער רייניקונג אַפּלאַקיישאַנז?

בשעת עטשינג און רייניקונג גיין האַנט אין האַנט, רייניקונג די מאַנופאַקטורינג ויסריכט איז פּונקט ווי וויטאַל ווי פּראַסעסינג די ווייפער. בעשאַס כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD), מאַטעריאַלס ווי סיליציום אָדער טאַנגסטאַן זענען דאַפּאַזיטיד אויף די ווייפער. אָבער, די מאַטעריאַלס אויך דעקן די ווענט פון די קאַמער. אויב דעם רעזאַדו בויען זיך, עס פלאַקעס אַוועק און פאלן אַנטו די ווייפערז, קאָזינג חסרונות.

אַרייַן ניטראָגען טריפלאָרידע (NF3).

יאָרן צוריק, די אינדוסטריע געניצט פלאָראַנייטיד אָראַנזשעריי גאַסאַז ווי C2F6 פֿאַר קאַמער רייניקונג. אָבער, NF3 איז געווארן דער נאָרמאַל פֿאַר קאַמער רייניקונג פּראַסעסאַז ווייַל פון זייַן הויך עפעקטיווקייַט. ווען צעבראכן אַראָפּ אין אַ ווייַט פּלאַזמע מקור, NF3 דזשענערייץ אַ מאַסיוו סומע פון פלאָרין אַטאָמס. די אַטאָמס רייַבן די קאַמער ווענט ריין, טורנינג האַרט רעזאַדוז אין גאַז וואָס איז פּאַמפּט אויס.

ניטראָגען טריפלאָרידע איז בילכער ווייַל עס האט אַ העכער יוטאַלאַזיישאַן קורס (מער פון די גאַז איז פאקטיש געניצט) און נידעריקער ימישאַנז קאַמפּערד מיט עלטערע רייניקונג אגענטן. פֿאַר אַ מעכירעס פאַרוואַלטער, דאָס מיטל ווייניקער דאַונטיים פֿאַר וישאַלט און פאַסטער טרופּוט.

וואָס פלואָרינאַטעד קאַמפּאַונדז זענען יקערדיק פֿאַר הויך-באַנד מאַנופאַקטורינג?

די סעמיקאַנדאַקטער צושטעלן קייט רילייז אויף אַ קאָרב פון ספּעציפיש פלאָרין-מיט גאַסאַז. יעדער האט אַ ספּעציפיש "רעצעפּט" אָדער אַפּלאַקיישאַן. אין דזשיאַנגסו הואַזשאָנג גאַז, מיר זען אַ מאַסיוו פאָדערונג פֿאַר די פאלגענדע:

די פלואָרינאַטעד קאַמפּאַונדז זענען די לעבנסבלוט פון הויך-באַנד מאַנופאַקטורינג. אָן אַ פעסט טייַך פון די גאַסאַז אין סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע, די שורות האַלטן. עס איז אַזוי פּשוט. דאָס איז וואָס פּערטשאַסינג מאַנאַדזשערז ווי Eric Miller קעסיידער מאָניטאָר די צושטעלן קייט פֿאַר דיסראַפּשאַנז.

פארוואס זענען הויך-ריינקייַט גאַסאַז די באַקבאָון פון סעמיקאַנדאַקטער טראָגן?

איך קען נישט דרוק דעם גענוג: ריינקייַט איז אַלץ.

ווען מיר רעדן וועגן הויך-ריינקייַט גאַסאַז, מיר זענען נישט גערעדט וועגן "אינדוסטריעלע מיינונג" געניצט פֿאַר וועלדינג. מיר רעדן וועגן 5N (99.999%) אָדער 6N (99.9999%) ריינקייַט.

פארוואס? ווייַל אַ סעמיקאַנדאַקטער מיטל האט פֿעיִקייטן געמאסטן אין נאַנאָמעטערס. א איין מאַלאַקיול פון אַ מעטאַל טומע אָדער אַ שפּור סומע פון ​​נעץ (H2O) קענען פאַרשאַפן אַ קורץ קרייַז אָדער פאַרמייַדן אַ שיכטע פון ​​אַדכירינג.

• נעץ: רעאַגירן מיט פלאָרין צו שאַפֿן HF, וואָס קעראָוזיז די גאַז עקספּרעס סיסטעם.
• זויערשטאָף: אָקסידיז די סיליציום אַנקאַנטראָולאַבלי.
• שווער מעטאַלס: צעשטערן די עלעקטריקאַל פּראָפּערטיעס פון די טראַנזיסטאָר.

ווי אַ סאַפּלייער, אונדזער אַרבעט איז צו ענשור אַז די קסענאָן מיט הויך ריינקייַט אָדער עלעקטראָניש ניטראָס אַקסייד איר באַקומען מיץ שטרענג אינדוסטריע סטאַנדאַרדס. מיר נוצן אַוואַנסירטע גאַז קראָומאַטאַגראַפי צו דעטעקט שפּור ימפּיוראַטיז אַראָפּ צו פּאַרץ פּער ביליאָן (פּפּב). פֿאַר אַ קוינע, די סערטיפיקאַט פון אַנאַליסיס (COA) איז נישט בלויז פּייפּערווערק; עס איז די גאַראַנטירן אַז זייער סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע וועט נישט פּנים אַ קאַטאַסטראָפיק טראָגן קראַך.

ווי איז די ינדאַסטרי אָנפירונג אָראַנזשעריי גאַז ימישאַנז און GWP?

עס איז אַ העלפאַנד אין די צימער: די סוויווע. פילע פלואָרינאַטעד גאַסאַז האָבן אַ הויך גלאבאלע וואָרמינג פּאָטענציעל (GWP). למשל, שוועבל העקסאַפלאָרידע (SF6) איז איינער פון די מערסט שטאַרק אָראַנזשעריי גאַסאַז באקאנט צו מענטשן, מיט אַ GWP טויזנטער פון מאל העכער ווי CO2.

די סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג אינדוסטריע איז אונטער גוואַלדיק דרוק צו רעדוצירן זייַן טשאַד שפּור. דאָס האָט געפֿירט צו צוויי הויפּט שיפץ:

1. פאַרהיטונג: Fabs זענען ינסטאָלינג מאַסיוו "ברענען באָקסעס" אָדער סקראַבערז אויף זייער ויסמאַטערן שורות. די סיסטעמען ברעכן אַראָפּ די אַנריאַקטיד אָראַנזשעריי גאַז איידער עס איז באפרייט אין דער אַטמאָספער.
2. סאַבסטיטושאַן: רעסעאַרטשערס זענען קוקן פֿאַר אנדער ברירה עטש גאַסאַז מיט נידעריקער גוופּ. אָבער, געפֿינען אַ מאַלאַקיול וואָס פּערפאָרמז ווי געזונט ווי C4F8 אָדער SF6 אָן די ינווייראַנמענאַל פּראַל איז כעמיש שווער.

ניטראָגען טריפלאָרידע איז געווען אַ שריט אין די רעכט ריכטונג פֿאַר רייניקונג ווייַל עס ברייקס אַראָפּ גרינגער ווי עלטערע פּפקס, ריזאַלטינג אין ווייניקער קוילעלדיק ימישאַן אויב אַבייטמאַנט סיסטעמען אַרבעט ריכטיק. רעדוסינג אָראַנזשעריי גאַז ימישאַנז איז ניט מער נאָר אַ פּר מאַך; עס איז אַ רעגולאַטאָרי פאָדערונג אין די אי.יו. און יו.

איז די סעמיקאַנדאַקטער צושטעלן קייט שפּירעוודיק פֿאַר ספּעציאַליטעט גאַז דוחק?

אויב די לעצטע ביסל יאָרן האָבן געלערנט אונדז עפּעס, עס איז אַז די צושטעלן קייט איז שוואַך. סעמיקאַנדאַקטער מאַניאַפאַקטשערערז האָבן פייסט דוחק פון אַלץ פון נעאָן צו פלואָראָפּאָלימערס.

די צושטעלן פון פלאָרין גאַז און זייַן דעריוואַטיווז דעפּענדס אויף די מיינינג פון פלואָרספּאַר (קאַלסיום פלאָרייד). טשיינאַ איז אַ הויפּט גלאבאלע מקור פון דעם רוי מאַטעריאַל. ווען דזשיאָופּאַליטיקאַל טענטשאַנז העכערונג אָדער לאַדזשיסטיקס רוץ פאַרלייגן זיך, די אַוויילאַבילאַטי פון די קריטיש פּראָצעס גאַסאַז טראפנס, און פּרייסיז סקייראַקייט.

פֿאַר אַ קוינע ווי עריק, די מורא פון "פאָרס מאַדזשור" איז פאַקטיש. צו פאַרמינערן דעם, סאַווי קאָמפּאַניעס דייווערסאַפיי זייער סאַפּלייערז. זיי זענען קוקן פֿאַר פּאַרטנערס וואָס פאַרמאָגן זייער אייגן יסאָ-טאַנגקס און האָבן געגרינדעט לאַדזשיסטיקס נעטוואָרקס. רילייאַבילאַטי אין לאַדזשיסטיקס איז פּונקט ווי וויכטיק ווי די ריינקייַט פון די גאַז. איר קענען האָבן די פּיוראַסט C4F8 גאַז אין דער וועלט, אָבער אויב עס איז סטאַק אין אַ פּאָרט, עס איז אַרויסגעוואָרפן צו די fab.

וואָס זענען די זיכערקייַט פּראָטאָקאָלס פֿאַר האַנדלינג הידראָגען פלואָרידע און אנדערע טאַקסיק מאַטעריאַלס?

זיכערקייַט איז דער יסוד פון אונדזער אינדוסטריע. פילע פלאָרין-מיט גאַסאַז זענען אָדער טאַקסיק, אַספיקסיאַנץ אָדער העכסט ריאַקטיוו. הידראָגען פלואָרידע (HF), אָפט געניצט אין נאַס עטש אָדער דזשענערייטאַד ווי אַ בייפּראָדוקט, איז דער הויפּט געפערלעך. עס פּענאַטרייץ די הויט און אַטאַקס די ביין סטרוקטור.

האַנדלינג פון די מאַטעריאַלס ריקווייערז שטרענג טריינינג און ספּעשאַלייזד ויסריכט.

• צילינדערס: מוזן זיין DOT / ISO סערטאַפייד און קעסיידער ינספּעקטיד פֿאַר ינערלעך קעראָוזשאַן.
• וואַלווז: דייאַפראַם וואַלווז זענען געניצט צו פאַרמייַדן ליקאַדזש.
• סענסאָרס: סעמיקאַנדאַקטער פאַבריקס זענען באדעקט מיט גאַז דיטעקשאַן סענסאָרס וואָס צינגל אַלאַרמס ביי די מינדסטע רינען.

ווען מיר פּלאָמבירן אַ צילינדער מיט עלעקטראָניש ניטראָס אַקסייד אָדער אַ טאַקסיק עטשאַנט, מיר מייַכל עס ווי אַ לאָודיד וואָפן. מיר ענשור אַז די צילינדער איז פּאַלישט ינעווייניק צו פאַרמייַדן פּאַרטיקאַלז און אַז די וואַלוו איז קאַפּט און געחתמעט. פֿאַר אונדזער קאַסטאַמערז, געוואוסט אַז די טרעגער גאַז אָדער עטשאַנט ערייווז אין זיכער, געהאָרכיק פּאַקקאַגינג איז אַ הויפּט רעליעף.

וואָס ליגט פאָרויס פֿאַר מאַטעריאַלס געניצט אין די סעמיקאַנדאַקטער פאַבריקיישאַן פּראָצעס?

די סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע ראָאַדמאַפּ איז אַגרעסיוו. ווען טשיפּס מאַך צו 3 ד סטראַקטשערז ווי Gate-All-Around (GAA) טראַנזיסטערז, די קאַמפּלעקסיטי פון עטשינג און רייניקונג ינקריסיז. מיר זען אַ פאָדערונג פֿאַר מער עקזאָטיש פלואָרינאַטעד גאַז מיקסטשערז וואָס קענען עצן טיף, שמאָל האָלעס מיט אַטאָמישע פּינטלעכקייַט.

אַטאָמישע שיכטע עטשינג (ALE) איז אַן ימערדזשינג טעכניק וואָס רימוווז מאַטעריאַל איין אַטאָמישע שיכטע אין אַ צייַט. דעם ריקווייערז ינקרעדאַבלי גענוי דאָוסינג פון ריאַקטיוו גאַסאַז. דערצו, די שטופּן פֿאַר "גרין" מאַנופאַקטורינג וועט מסתּמא פירן די אַדאַפּטיישאַן פון נייַ פלאָרין כעמיע אַז אָפפערס דער זעלביקער פאָרשטעלונג מיט נידעריקער GWP.

די צוקונפֿט געהערט צו די וואס קענען כידעש אין ביידע גאַז סינטעז און רייניקונג. ווי סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס יוואַלוו, די גאַסאַז געניצט צו פאָרעם זיי מוזן אויך יוואַלוו.

שליסל טייקאַווייַס

• פלואָרינע איז יקערדיק: פלואָרינע כעמיע איז דער שליסל ענייבאַלער פֿאַר עטש און ריין טרעט אריין סעמיקאַנדאַקטער מאַנופאַקטורינג.
• ריינקייַט איז מלך: הויך-ריינקייַט (6N) איז ניט-פאַרקויפלעך צו פאַרמייַדן חסרונות און ענשור פּראָצעס פעסטקייַט.
• פאַרשיידנקייַט פון גאַז: פאַרשידענע גאַסאַז ווי CF4, SF6, און ניטראָגען טריפלאָרידע דינען ספּעציפיש ראָלעס אין פאַבריקיישאַן.
• ינווייראַנמענאַל פּראַל: אָנפירונג אָראַנזשעריי גאַז ימישאַנז און אַבייטמאַנט איז אַ קריטיש ינדאַסטרי אַרויסרופן.
• צושטעלן זיכערהייט: אַ שטאַרק צושטעלן קייט און פאַרלאָזלעך פּאַרטנערס זענען נייטיק צו ויסמיידן פּראָדוקציע סטאָפּידזשיז.

אין Jiangsu Huazhong Gas, מיר פֿאַרשטיין די טשאַלאַנדזשיז ווייַל מיר לעבן זיי יעדער טאָג. צי איר דאַרפֿן הויך ריינקייַט קסענאָן פֿאַר דיין נואַסט עטש פּראָצעס אָדער פאַרלאָזלעך עקספּרעס פון נאָרמאַל ינדאַסטריאַל גאַסאַז, מיר זענען דאָ צו שטיצן די טעכנאָלאָגיע וואָס בויען די צוקונפֿט.