Yüksək Təmizlikli Buxar Generatoru Kontaminasiya Təhlükəsini Necə Azaldır

Ən İrəli Yarımkeçirici Fabriklərində Yüksək Təmizlikli Buxar Generatorunun Kritik Rolü

2 nm və 3 nm Yarımkeçirici Düyünlərində Çirklənməyə Həssaslığın Artması

2 nm və 3 nm proses düyünlərinə enəndə yarımkeçirici zavodlar ciddi çirklənmə problemləri ilə qarşılaşır. Hər 10^12 buxar hissəsi arasında olan tək bir hidrokarbon molekulu cihazın zərər görməsinə kifayət edir. Keçmişdə 7 nm və daha böyük düyünlərlə istehsalçılar milyarda bir hissə səviyyəsində qeyri-saf materiala dözə bilirdilər. Lakin indi 3 nm istehsalatında isə trilyonda bir hissə səviyyəsində saf material tələb olunur. Bu da əvvəlkindən təxminən min dəfə təmizdir. Niyə belə sərt tələblər var? Bunun səbəbi isə indiki tranzistor qapılarının eni təxminən 12-15 silisium atomu qədərdir. Belə ki, angstrom səviyyəsində ən kiçik qeyri-saf maddə kvant tunneldən effektlərini pozur və qapı oksidlərinin bütövlüyünü pozur, nəticədə cihaz düzgün işləməyəcək.

Yüksək təmizlikli buxar generatoru molekulyar səviyyədə təmizliyi necə təmin edir

Yüksək təmizlikli buxar generatorları indi molekulyar səviyyədə təmizlik əldə etməyə nail olur ki, bunun üçün üçqat distilyasiya prosesləri və 0,001 mikrona qədər hissəcikləri tutan filtrdən istifadə olunur. Sistemlər praktiki olaraq bütün zərərli maddələri aradan qaldırır - bu, ionların, üzvi birləşmələrin, metalların və s. 99,9999% -dən çoxunu aradan qaldırmaq deməkdir. Bu, istehsal prosesində buxarın fotoresist örtüklər və ya silikon plətlər kimi həssas materiallarla təmas etdiyi zaman xüsusilə vacibdir. Bəzi yeni nəsil sistemlərdə isə kütləvi spektrometriya texnologiyasından istifadə edərək real vaxtda çirklənmə səviyyəsinin 1 trilyon hissədən (ppt) 5-dən az saxlanmasını təmin edən monitorinq sistemi mövcuddur. Bu gün danışılanların hamısını nəzərə alsaq, bu cihazların sənaye 4.0 smart istehsal standartlarına cavab verməsi məqbuldur.

Tədqiqat nümunəsi: 3 nm Düyün Zavodunda İstifadəsi

Bu əsas çip istehsalçıları yüksək təmizlikdə buxar generatorlarını oksidləşmə və temperləmə proseslərinə tətbiq etdikdən sonra silisium plastinlərdəki defektlərin sayında əhəmiyyətli azalma müşahidə etdi. Əslində fərqi yaradan şey, buxarın keçiriciliyini 0.055 mikrosimens/sm səviyyəsində saxlayan sistemdə qapalı qidalandırma dövrəsi idi. Bu göstərici əvvəlki sistemlərin nail olduğu nəticənin yarısını təşkil edir. Nəticədə 3 nm FinFET qapılarının hazırlanması zamanı məhsuldarlıqda 12% artım müşahidə edildi. Sistem istismara verildikdən sonra 0.1 mikron və ya daha böyük hissəciklərin sayı hər millilitr üçün cəmi 0.2 hissəcik səviyyəsinə endi. Bu nəticə bu kəskin kənar istehsal düyünləri üçün tələb olunan SEMI F57 standartlarını üstələdi və keyfiyyət nəzarətinin nə qədər yaxşılaşdığını göstərdi.

İstifadə nöqtəsində (POU) real vaxtda təmizliyin monitorinqi ilə inteqrasiya

Bu gün modern buxar generatorları istifadə yerindəki hər bir stansiyaya quraşdırılmış sensorlarla təchiz olunub və bu sensorlar mərkəzi təmir sistemlərinə kəsilmədən məlumat ötürür. Bu cür təşkilat testlərin erkən mərhələsində çirklənmə səbəbindən baş verən dayanma vaxtını təxminən 25-30% azaldıb, çünki filtrlərin iki gündən artıq əvvəl aşınmağa başlamasını müəyyən edir. Süni intellekt əsasında qeyri-adi nümunələrin izlənməsi ilə birləşdirildikdə, sistem təxminən 99,9996% mövcudluq səviyyəsində demək olar ki, dayanılmadan işləməyi təmin edir. Bu isə illik milyardlarla dollar dəyərində olan yarımkeçirici istehsal müəssisələri üçün olduqca önəmlidir, çünki 2023-cü ildən Ponemon İnstitutunun son tədqiqatlarına görə, yalnız bir saatin itirilməsi onlara yeddi yüz qırx min dollardan artıq başa gəlir.

Yarımkeçiricilərin verimi və istehsal iqtisadiyyatına çirklənmənin təsiri

Nanoskala düyünlərində hissəcik və molekulyar qarışıqların verimi necə azaltdığı

2 nm və 3 nm texnoloji proseslərə enəndə, elementlər o qədər kiçilir ki, əslində onlar cəmi 15-dən 20 atomdan ibarət olur və bu da onları istənilən çirklənməyə qarşı son dərəcə həssas edir. Təqribən 2 nm ölçüsündə olan kiçik hissəciklər istehsal zamanı EUV litografiya naxışlarını pozmağa qadirdir. Oksigen molekulları və ya hidrokarbon qalıqları kimi molekulyar çirkləndiricilərlə bağlı məsələ də qapı oksid təbəqələrini pozmaqda davam edir. Qabaqcıl məntiq mikrosxemlərinin istehsalında havada molekulyar bazaların (AMB) 0,1 mlrd %-dən artıq olması halında zavodların çıxarışı təqribən 12% azalır. Bu qədər həssaslıq səbəbindən təmiz otaqlar müəyyən sahələrdə ISO Sinf 1 standartlarından belə daha yaxşı şərtləri saxlamalıdır. İnanılmazdır ki, işçilər yalnız nəfəs alanda belə, onların nəfəsindən ifraz olunan maddələr istehsal proseslərinə zərər yetirməyə qadirdir.

Yüksək Həcmli Yarımkeçirici İstehsalında Nəqsənların İqtisadi Dəyəri

Çirklənmədən dolayı maliyyə itkisi istehsal miqyası artırıldıqca daha da pisləşir. Məsələn, ayda təxminən 100 min plastinkanı emal edən zavodu nəzərə alın. Əgər onların verimi cəmi 1% azalıbsa, bu, illik təxminən 58 milyon ABŞ dolları itkisinə səbəb ola bilər. Üstəlik, bu gün bir ən irəli gedən plastinka təxminən 30 min ABŞ dollarından başlayaraq daha çox dəyərə başa gəlir. Yarımkeçirici sənayesi 2025-ci ilə qədər 18 yeni istehsal zavodunun tikintisini planlaşdırır, buna görə də çirklənmənin qarşısını almaq indi yalnız pul qənaəti deyil, həm də illik 740 milyard ABŞ dolları dəyərindəki bazarın bütünlüyünə təsir göstərir. Sahədə lazım olan yerdə yüksək təmizlikli buxar generatorlarının quraşdırılması istehsalda nəqsən nəticəsində təkrar işlənməni təxminən üçdə bir azaldır. Bu, istehsalçılara təmizlik həllərinə ağıllı investisiyaların istehsalın qarğışına qoruyan mühüm amil olduğunu göstərir.

Sub-3 nm İstehsal Miqyasında Təmizliyi Saxlamaq Çətinlikləri

Düyümün miqyaslaşdırılması nəticəsində defekt həssaslığının eksponensial artması

3 nm-dən kiçik düyümlərdə defekt həssaslığı eksponensial olaraq artır - 2024-cü il Yarımkeçiricilərin Təmizliyi Hesabatına görə, tək 0,5 nm hissəciyi çipin 4% funksionallığını işlədilməz hala gətirə bilər. Hazırlanma xətləri indi aşağıdakı göstəricilərlə qarşılaşır:

• 400% yüksək hissəcik defekt göstəricisi 5 nm proseslərlə müqayisədə
• 18% plastin itkisi proses qazlarında olan molekulyar qarışıqlar nəticəsində
• ±0,1 ppb kontaminant dalğalanmaları ilə 0,8% verim dəyişkənliyi arasında əlaqə

Bu mühit kritik oksidləşmə mərhələləri üçün 0,1 ppt-dən aşağı buxar təmizliyini tələb edir - yalnız irəli getmiş yüksək təmizlikli buxar generatorları ilə əldə edilə bilər.

Tradicion filtrasiyanın məhdudiyyətləri: Gələcək təmizlik tələblərini qane edə bilərlər?

Tradicion qaz filtrasiyası 3 nm-dən kiçik istehsal üçün üç əsas sahədə yetersiz qalır:

Son sənaye tədqiqatları 3 nm fabrikasının 72%-in ASML tərəfindən tövsiyə olunan həddi aşan buxarla daşınan çirkləndiricilər haqqında məlumat verir. Bu cür nöqsanlar qaz təchizatının molekulyar səviyyədə yenidən mühəndislik tələb edir ki, bu da müasir yüksək təmizlikli buxar generatorlarının istifadə nöqtəsində təmizləmə və real vaxtda ppt səviyyəli monitorinq vasitəsilə həll olunur.

Yüksək təmizlikli buxar generatoru və qaz analizi vasitəsilə irəliləmiş qarışıqların aşkarlanması

Trilyon hissə (ppt) səviyyəsində çirkləndiricilərin aşkarlanmasının təmin edilməsi

Müasir istehsalat müəssisələri üçün aşkarlama tələbləri köhnə sistemlərlə müqayisədə təxminən 1000 dəfə artıb, çünki tək molekulların çirklənməsi belə ciddi problemlər yaradır. Atmosfer təzyiqi ionizasiya mass-spektrometriyası yüksək təmizlikli buxar generatorları ilə birləşəndə, ənənəvi milyardda hissə səviyyəli sistemlərə nisbətən təxminən 60% yaxşı olan trilyonda hissə aşkarlama səviyyələri təmin edir. 2 nm və 3 nm node üzrə yarımkeçirici istehsalatında bu cür həssaslıq çox önəmlidir. Keçən ilki sənaye məlumatları təqdim edilən nəticələr təəccübləndirici o qədər ki, oksigen və ya hidrokarbonların 5 trilyonda hissə çirklənmə səviyyəsi istehsalat çıxımını ümumiyyətlə 12%-dən 18%-ə qədər azalda bilər.

Buxar təmizliyi sistemləri ilə çoxkomponentli qaz analiz cihazları arasında sinerji

Ultra təmiz buxar istehsalını qazın anbarda monitorinqi ilə birləşdirmək istehsal mühitində kontaminantlara nəzarəti yaxşılaşdırır. Məsələn, qaz analizatorları uçucu üzvi birləşmələrin yalnız 2,7 trilyon hissəsini aşkar etdikdə, buxar təmizləmə sistemləri təxminən dərhal su təmizləmə parametrlərini dəqiqləşdirir. Nəticə? 300 mm fələlərini işləyən yarımkeçirici zavodları 2023-cü ilin proses hesabatlarına əsasən hissəciklərlə bağlı problemlərdə təxminən 70% azalma müşahidə edir. Bu müəssisələr həmçinin çip istehsalında istifadə edilən atom qatı çökmə maşınları üçün kritik olan 0,1 dərəcə Selsi dəqiqliyi ilə temperaturu sabit saxlayır. Bu gün ən yuxarı səviyyəli yarımkeçirici istehsalçıların çoxu ISO Sinf 1 təmiz otaq standartlarının tələbi kimi bu cür sistem inteqrasiyasını tələb edir.

Tez-Tez Soruşulan Suallar

Yarımkeçirici zavodlarında yüksək təmizlikli buxar generatorları nə üçün vacibdir?

Yüksək təmizlikli buxar generatorları yarımkeçirici istehsalında əsasdır, çünki onlar 2 nm və 3 nm kimi kiçik proses düyünləri üçün molekulyar səviyyədə ekstremal təmizliyi təmin edir. Bu təmizlik defektləri qovur və qurğuların funksionallığını ciddi şəkildə təsirləyə bilən çirklənməni aradan qaldıraraq çıxış səviyyəsini artırır.

Yüksək təmizlikli buxar generatorları necə işləyir?

Bu generatorlar ionları, üzvi maddələri və metalları aradan qaldırmaq üçün üçqat distilyasiya və ultra aşağı hissəcik filtrləri kimi irəliləmiş təmizləmə üsullarından istifadə edir. Həmçinin, çirklənmə səviyyələrinin son dərəcə aşağıda saxlanılması üçün real vaxt rejimində monitorinq texnologiyalarından istifadə edilir və sərtləşdirilmiş istehsal standartlarına cavab verilir.

Yüksək təmizlikli buxar generatorlarının yarımkeçirici istehsalına hansı iqtisadi faydalar gətirir?

Yüksək təmizlikli buxar generatorları nöqsanları azaltmaqla hasilatı artırır. Bu yaxşılaşdırma istehsalat müəssisələrinə milyonlarla dollar qənaət etməyə kömək edə bilər, çünki yüksək istehsalat səmərəliliyi saxlanılır və nöqsanlı məhsulların təkrar işlənməsi ehtiyacı azalır.

3 nm-dən kiçik zavodlarda çirklənmənin çətinlikləri nədir?

Sub-3 nm düyünləri ölçülərinin kiçikliyi səbəbindən nöqsanlara qarşı yüksək həssasdır. Hətta bir molekula qeyri-xalislik belə işin zəruri funksiyalarını pozara bilər, buna görə də işin bütövlüyünü və hasilatı saxlamaq üçün inkişaf etmiş qeyri-xalislik aşkarlama və təmizləmə sistemləri tələb olunur.