沃飞科技特气气体输送设备在半导体创造中的作用

电子工业从 20 世纪中期的第一批商用晶体管开始有了长足的进步。如今，电子系统变得越来越复杂，平均计算机芯片由超过 100 亿个单独的晶体管组成，这些晶体管需要 1,000 多个步骤才能组装成工作组件。

尽管如此，几乎所有这些电子设备的核心都是半导体，它们主要使用气体材料制造和成型。事实上，气体一直是半导体制造的关键推动力，尽管随着制造工艺的发展，所使用的气体类型不断变化和增长。气体具有在分子水平上产生化学反应的能力，有助于塑造半导体的导电特性，以允许或阻止电子的移动。但是，为了确保半导体能够正确调节电子运动，这些气体必须在其工程过程的每个阶段都精确而准确地分配，以激发正确的反应。

了解用于半导体制造的工艺，以及如何在每个阶段应用气体，可以深入了解气体输送设备在成功制造晶圆中所起的重要作用。

第一阶段：沉积

这是将两相气体反应物转移到金属壁反应器或反应室中的过程，同时将半导体衬底加热到产生所需反应的温度：直接在前一层上形成薄膜产品. 在这个阶段，温度控制非常重要，可以使用氦气或其他气体来帮助维持适当的温度水平。这意味着用于分配沉积气体的设备必须具有高性能控制技术，能够精确管理气体流速和温度。

第 2 阶段：光刻

一旦基板被光敏化学薄膜覆盖，称为扫描仪的光刻工具使用激光源将图像转移到基板上，这将形成微芯片的微小电路。然后使用湿化学步骤通过去除部分化学膜来显影图案。

一种新兴的光刻形式使用激发的锡蒸气来产生光源，但需要大量的氢气与锡反应并将其作为氢化锡去除，这样它就不会沉积在昂贵的光学器件上。这是对散装气体输送设备日益增长的需求的一个例子，以支持新工艺所需的增加的气体量。

第 3 阶段：蚀刻

蚀刻用于永久实现在光刻过程中转移的形状和图案。蚀刻剂气体在气室中被激活，然后在基板表面与一种材料优先于另一种材料发生反应。大多数蚀刻剂气体是碳基的，含有氟或其他卤素原子，它们的成分有助于确定对其目标薄膜的选择性。许多用于蚀刻的气体都具有剧毒，因此它们的气体处理系统必须遵守严格的安全标准，例如SEMI S2安全指南中概述的安全标准，以最大限度地降低操作风险。

第 4 阶段：兴奋剂

掺杂有助于改变半导体导电性，并涉及将半导体材料的原子添加到先前沉积的半导体材料中，以确定半导体层传导电子的确切条件。用于掺杂的气体包括胂 (AsH 3 ) 和磷化氢 (PH 3 )，它们都特别有毒，因此需要储存在设备中，通过将有效压力限制在低于大气压来防止泄漏。乙硼烷 (B 2 H 2 ) 也用于掺杂过程，但它是一种热不稳定分子，会缓慢分解。可以利用气体混合设备将乙硼烷与氢气混合，以帮助控制分解。

第 5 阶段：退火

退火是另一种可以修改现有薄膜的工艺，它通过引发给定层与氧或氢之间的反应以产生新的氧化物或氢化物层。这种反应通常在升高的压力和温度下发生。为了在适当的水平上可靠地产生这些反应，设备必须再次为操作员提供对温度、压力和流速的精确控制，从而在退火应用中实现高精度性能。

第 6 阶段：腔室清洁

与晶圆制造过程中发生的阶段一样重要的是为保持腔室正常工作所采取的步骤。虽然在制造过程中从腔室中去除了大部分过量的化学反应物，但即使在工艺结束后，少量的化学反应物仍会留在腔室壁和腔室中的设备上。浓度低至十亿分之几的杂质能够污染正在制造的设备，因此需要像三氟化氮 (NF 3 ) 这样的腔室清洁气体，以在工艺步骤之间正确清除腔室中的这些颗粒。

除了气室本身，在更换钢瓶期间还应清洗气体输送设备，以保持清洁的超高纯度管线，以便气体流过。配备自动系统净化功能的系统可以协助这个去污过程，并帮助设备随时准备好开始下一个任务。

很明显，气体设备对于半导体的制造至关重要，但气体输送系统确实是这些工艺的命脉，作为在整个制造过程中严格控制输送气体的方式。WOFLY沃飞科技的电子特气系统10多年来一直在帮助半导体领导者为制造工艺提供动力，我们将继续改进我们的设备，以安全有效地处理当今电子开发创新所需的各种气体。