半導体工場の圧縮ガス需要

半導体工場の圧縮ガスに対する需要は高純度、多品種、安定供給と厳格な品質管理の特徴を呈している。具体的な需要は以下の通りである:

一、核心需要: 高純度と多品種ガス

1. 高純度要件
   半導体製造はガス純度に極めて高い要求があり、通常は達成する必要がある9N(99.9999999%)以上一部の先進的なプロセス (例えば7ナノメートル以下) は、単独の不純物濃度が0.1 ppb(100ppt)。 例:
   • 窒素ガス: 最もよく使われる不活性ガスとして、ウエハ輸送ボックス (FOUP) をパージし、反応室環境を保護し、酸化や汚染を防ぐ。 大型工場の窒素消費量は1時間に達することができます。立方メートル。
   • アルゴン (Ar): フォトレジストプラズマエッチング中に保護ガスとして、ウエハ表面が酸化されるのを防ぐ。
   • シラン (SiHエキス): 化学気相成長 (CVD) に使用し、シリコン系薄膜を形成し、純度を達成する必要がある6N(99.9999%)以上。
2. 多品種ガス応用
   • エッチングガス: 六フッ化硫黄 (SFプラズマ) 、三フッ化窒素 (NFプラズマ) のように、プラズマエッチングによってウエハ上に精密な回路パターンを形成する。
   • ドープガス: 例えば、リンタン (PH ₃)、ヒ素化水素 (AsH ₃) は、半導体材料の電気的性能を変化させ、p型またはn型領域を形成する。
   • 薄膜堆積ガス: アンモニアガス、一酸化ケイ素 (SiO) のように、CVDまたは原子層堆積 (ALD) 技術によって薄膜を成長させる。
   • リソグラフィ支持ガス: 高純酸素 (O) のように、レジスト除去に用いられ、パターンの転写精度を確保する。

二、肝心な需要: 安定供給と流量制御

1. 安定供給システム
   • 半導体工場を設立する必要がある多源供給システム現場のガス製造、配管輸送、タンク輸送またはボンベの供給を含めて、突発的な需要または供給中断のリスクに対応する。 例えば、大型工場には窒素製造機が設置されているが、予備ボンベ群を残す必要がある。
   • インテリジェント監視システム: 流量計 (熱式ガス質量流量計など) を通じてガス消費をリアルタイムで監視し、モノネットワーク技術と結合して遠隔監視とデータ可視化を実現し、ガス使用効率を最適化する。 たとえば、ある工場ではTGF460流量計を設置することで、圧縮空気使用量の測定精度を±(1.5% RD + 0.5% FS)レンジ比達100:1を選択します。
2. 精密流量制御
   • エッチング、堆積などのプロセスでは、ガス流量を正確に制御する必要がありますSccm (標準立方センチメートル毎分)レベルを設定して、反応条件の整合性を確保します。 例えば、圧電洗浄弁は窒素流量の高精度な計量を実現でき、エネルギー消費量が極めて低い。
   • 高圧ディフューザ (HPD): ガスサンプリングに使用され、拡散ガスによって圧力を下げ、粒子計数センサを保護し、粒子計数精度を確保する。

三、核心挑戦: 品質管理とコスト管理

1. 品質管理
   • 粒子と不純物の制御: 気体中の粒子、油蒸気または水分はウエハ欠陥を引き起こす可能性があります。 たとえば、直径0.1m mの粒子はリソグラフィの短絡を引き起こすので、圧縮空気はクラス0標準(含油量<0.003mg/& sup3; 、圧力露点<-70 ℃)。
   • オンライン監視システム: 多段吸着乾燥、ナノレベルの濾過浄化により、センサーを組み合わせてリアルタイムでガスの純度を検出し、汚染の拡散を防止します。
2. コスト管理
   • エネルギー最適化: 圧縮ガスシステムが半導体工場の総エネルギー消費量を占める20%-30%、省エネ技術 (インバータ圧縮機、余熱回収など) で運営コストを下げる必要がある。
   • 無駄を減らす: 例えば、閉鎖制御回路を用いて窒素ガス洗浄プロセスを積極的に計量することで、大型工場の窒素ガス消費と二酸化炭素排出を著しく低減することができる。

四、未来のトレンド: 技術のアップグレードとグリーン製造

1. 技術アップグレード
   • に従って3D NANDメモリと大型ウエハー需要が増え、ガスの純度と流量制御に対する要求がより厳しくなり、特殊ガスの研究開発 (例えば高純度キセノン、クリプトンガス) とインテリジェント生産技術の融合を推進する。
   • 先進的なプロセス駆動需要: 7ナノメートル以下のプロセスで、エッチングガス市場シェアは50% 以上薄膜堆積ガスの需要はオールド技術の普及によって増加した。
2. グリーン製造
   • 政府は企業と協力して循環経済モデルを推進し、ガス生産における環境影響を減らす。 例えば、サプライチェーンのレイアウトを最適化することで輸送エネルギーを削減したり、低地球温暖化潜在値 (GWP) の代替ガスを採用したりする。