반도체 제조에 가스가 사용되는 방법 대한민국

반도체 산업은 글로벌 규모의 거대 산업으로 매년 지속적인 성장을 이어가고 있으며, 이에 따라 고순도 가스에 대한 수요도 증가할 것으로 예상됩니다.

고순도 가스의 안정적인 공급은 반도체 제조, 특히 스마트폰, 자율주행차 등 첨단 기술 분야에서 필수적입니다.

집적 회로를 생산하는 과정은 매우 복잡하여 모든 단계에서 30가지 이상의 다양한 가스가 필요하므로 사용되는 가스 범위는 모든 산업에서 가장 널리 사용되는 가스 중 하나입니다.

가스는 반도체의 전기적 특성을 형성하는 데 필요한 화학 반응을 생성할 수 있기 때문에 반도체 제조에서 중요한 부분입니다. 복잡성으로 인해 제조 공정의 각 단계에서 사용되는 가스는 반도체를 올바르게 구성하기 위해 정확하고 정확해야 합니다.

반도체 산업이 지속적으로 발전함에 따라 공정에 사용되는 가스도 발전하고 있습니다. 사용되는 일부 핵심 가스에는 질소, 산소, 아르곤 및 수소가 포함됩니다. 우리는 제조 과정에서 이들의 역할에 대해 심도 있게 논의할 것입니다.

질소

질소는 가용성과 불활성으로 인해 반도체 제조 공정의 각 단계에서 사용되는 핵심 가스이지만 주로 퍼지 단계에서 사용됩니다. 이 단계에서는 공정을 오염시킬 수 있는 다른 가스로부터 기계와 도구를 보호하기 위해 질소를 사용하여 각 채널과 파이프 네트워크를 세척하여 기계와 도구의 산소를 제거합니다.

또한, 대부분의 반도체 공장은 전 공정에서 질소를 많이 사용하기 때문에 현장에 질소 발생기를 설치하고 있습니다. 더 중요한 것은 첨단 스마트폰 및 기타 기술의 생산으로 인해 높은 수요를 충족시키려면 비용을 낮게 유지하는 것이 필수적입니다.

질소는 도구, 공간 및 파이프를 잠재적인 습기, 화학적 오염 물질 및 입자로부터 멀리 유지한다고 말할 수 있습니다. 처음부터 끝까지 공정 전반에 걸쳐 사용되는 필수 가스이므로 현장에 발전기를 설치하는 이유도 당연합니다.

산소

아시다시피 산소는 산화제이기 때문에 증착 반응을 일으키는 것이 필수적입니다. 확산 마스크 등 공정 내 다양한 ​​요소의 산화규소층을 성장시키는 데 사용됩니다.

반도체 제조에 산소를 사용하는 경우 불순물이 장치의 생산 및 성능에 영향을 미치지 않도록 가스는 초고순도이어야 합니다.

에칭 공정 중에 산소는 생성된 추가 재료 폐기물을 제거하는 데에도 사용됩니다. 또한 에칭 패턴을 영구적으로 만드는 데에도 사용할 수 있습니다.

마지막으로 산소는 제품 품질을 변화시킬 수 있는 산화 반응을 통해 반응성 가스를 중화하는 데에도 도움이 됩니다. 따라서 질소와 마찬가지로 산소도 오염이 발생하지 않도록 하는 데 도움이 됩니다.

아르곤

아르곤은 자외선 리소그래피 레이저의 증착 및 식각 공정에 주로 사용되며, 반도체 칩에 가장 작은 패턴을 만드는데 사용된다.

필요한 실리콘 웨이퍼를 제조하는 동안 아르곤 가스는 고온 성장 공정 중 산소 및 질소와의 잠재적인 반응으로부터 웨이퍼에 형성된 실리콘 결정을 보호하는 데 사용됩니다.

아르곤은 또한 매우 불활성인 가스이기 때문에 금속 스퍼터링 증착을 위한 비반응성 환경을 제공하는 데 사용됩니다. 때로는 질소의 반응성이 너무 강해 금속 질화물이 형성될 수 있습니다.

또한 액체 아르곤은 도구와 함께 사용되어 가장 작고 깨지기 쉬운 칩을 청소합니다.

수소

수요 증가로 인해 반도체 제조에 수소 사용이 증가할 수 있습니다. 특히 포토리소그래피 단계에서 수소는 화학 주석과 반응하여 주석 수소화물을 생성하는 데 사용됩니다. 고가의 광학 요소에 축적되지 않도록 주석 수소화물이 필요합니다.

증착 공정에서 실리콘 및 실리콘 게르마늄의 에피택셜 증착에 사용되며, 어닐링 공정에 의한 표면 처리에도 사용됩니다.

수소는 기존 박막을 변형하기 위해 새로운 산화물 층을 만드는 데 사용됩니다. 이 프로세스는 고압 및 고온 환경에서 발생하므로 유량, 온도 및 압력의 제어가 매우 중요합니다.

또한, 이 공정에 사용되는 가스는 독성이 높기 때문에 분해를 제어하기 위해 도핑 단계에서도 수소를 사용합니다. 너무 많아서 누출을 방지할 수 있는 장치에 보관해야 합니다.

디보란 역시 도핑 공정에 사용되는 화학물질이지만 열적 불안정성으로 인해 천천히 분해되기 때문에 안정화를 돕기 위해 수소가 필요합니다.

일상생활 속 반도체

반도체는 컴퓨터, 스마트폰, TV 등 모든 종류의 일상 장비뿐만 아니라 의료 장비, 군사 시스템 및 기타 여러 응용 분야와 같은 첨단 기술에도 사용됩니다.

그것들은 우리 일상생활의 일부이며 우리가 매일 사용하는 장치에 존재하기 때문에 우리는 그것을 알아차리지 못합니다. 반도체가 없으면 우리는 많은 일을 할 수 없습니다. 반도체 기술의 발전으로 인해 반도체는 더욱 신뢰성 있고 지능적이며 컴팩트해질 것입니다.

통신, 운송, 엔터테인먼트에 이르기까지 이는 반도체가 우리에게 해준 일의 극히 일부일 뿐입니다. 이는 미래 기술과 혁신을 강화하여 우리가 상상하지 못했던 일을 할 수 있게 해줄 것입니다.