Жогорку тазалыктагы булут генератору контаминация коркүнү кандай төмөндөтөт

Инновациялык жарым өткөргүч фабрикаларында жогорку тазалыктагы булут генераторунун маанилүү ролү

2nm жана 3nm жарым өткөргүч түйүндөрүндөгү киргизүүгө каршы сезгичтикти көтөрүү

Эки нано жана үч нано процесстин түйүндөрүнө түшүп калганда, жартылай өткөргүчтөрдү иштетүүчү заводдор катуу булганууга туш болот. 10^12 буу бөлүкчөсүндө бир гана гидрокарбон молекуласы бир дүүлгүнү бүтүнөй бузуп турат. Бир нече жыл мурунку 7 нано жана андан чоң түйүндөрдө, өндүрүүчүлөр миллиарддун бир бөлүгүндөгү кирди чыдай алчу. Бирок азыр 3 нано техналогия менен, триллиондун бир бөлүгүндөгү тазалык керек. Бул мурункуга караганда мүнөттөн мүнөт чист. Эмне үчүн шарттар катаал? Транзистордун эси түйүндөрү азыр силликон атомдорунун 12-15 түйүндө гана өлчөнүп турат. Ангстрем деңгээсиндеги эң кичине кир кванттык туннелдөө эффекттерин бузуп, оксиддик эсилердин бүтүндүгүн бузуп, натыйжада дүүлгүнүн туура иштөөсүнө тоскоол болот.

Жогорку тазалыктагы буу генератору молекулалык деңгээлде тазалыкты камсыз кылат

Бүгүнкү күндө бийик пайдалуу буу генераторлору молекулалык деңгээлде тазалыктын керемет деңгээлин жеткөзгөн, анткени алар үч катмарлуу дистилляция процесстерин жана 0,001 микронго чейинки бөлүндүлөрдү тазалоочу фильтрлерди колдонушат. Бул системалар негизинен 99,9999% иондорду, органикалык материалдарды, металлдарды жана башкаларды тазалообой эле, бардык жаман заттардан тазалайт. Бул технология фотоэлектрдин покрытие жана кремний пластинкалары сыяктуу сезгич материалдар менен буу менен иштөөдө чоң мааниге ээ. Бат эле системалардын кээ бир жаңы үлгүлөрү масса спектрометриясын колдонуу менен реалдуу убакытта мониторинг кылат, анткени киргизүү деңгээли 1 триллиондо 5 бөлүккө чейин төмөн болушу керек. Бул күнү бүт системалар 4-индустриялык стандарттарга жана акылдуу өндүрүштүн талаптарына ылайык келет деп айтууга болот.

Окуу жана талдоо: 3 нм түйүндүк өндүрүштүк жайга орнотуу

Бир чоң чип жасоочу компания оксиленип жана түзүлүп жаткан процесстерине жогорку тазалыктагы булут генераторлорун киргизгендеги вафердеги кемчиликтер күрсөө төмөндөгөн. Булуттун өткөргүчтүүлүгүн сантиметринде 0,055 микросименс чегинде туруктуу кармоого жабык шлейф контролдун системасы жооп берген. Бул мурунку системаларга жеткен деңгээлдин эки эсесин түзөт. Натыйжада 3 нм FinFET шлюздерин жасаганда чыгым 12% арткан. Бардык иш жүргүзүлгөндөн кийин, 0,1 микрондон ашык фракциялар үчүн литрде 0,2 бөлүкчө гана болгон. Бул көрсөткүч бул акыркы чоң түйүндөр үчүн керектелген SEMI F57 стандартынан да жогору болгон, бул сапаттын контролдоосунун кандай экенин көрсөткөн.

Чын убакытта тазалыкты көзөмөлдөө менен интеграция (POU)

Бүгүнкү күндө модерн булут генераторлорунун ар бир колдонуу пункттарына туташтырылган сенсорлор бар, алар узатылган маалымат арбынын борбордук техникалык кызмат көрсөтүү системаларына жөнөтөт. Бул системалар биринчи тесттерде киргизүү маселелери менен байланышкан техникалык кызмат көрсөтүүнүн убакыт чегин 25-30% кыскартат, анткени алар фильтрдин иштөө мүмкүнчүлүгү эки күнгө чейин түшүп калгандыгын аныктайт. Бул системага умтуктуу ИИ көзөмөлдөө системасы кошулса, анда бүткүл система 99.9996% иштөө мүмкүнчүлүгү менен туташтырылып, деле тез арада токтоп калбайт. Бул 2023-жылы Понмон институтунун жаңы гана жарыялаган маалыматы боюнча, сегмент саатына 740 миң доллар чыгым келтирген өзгөчө чип жасоочу заводдор үчүн эң маанилүү фактор болуп саналат.

Жармалоонун чип чыгарууга жана өндүрүш иктисадына таасири

Нано-түйүндөрдө бөлүкчөлөр менен молекулалык киргизүүлөр кандай кылып чыгымды азайтат

Биз 2 нм жана 3 нм технологиялык процесстерге түшкөндө, элементтер чын жүзүндө 15-20 атомдон тургандай болуп, анчейин кичине болот, ошондуктан алар кандайдыр бир киргизүүгө эң сезгич болуп калат. 2 нм чоңдуктагы кичине бөлүкчөлөр чынтыктыруу процесстеринде литографиялык үлгүлөрдү бузууга мүмкүн. Шул сыяктуу эле, күртүңдүктүн оксиген молекулалары же гидрокарбонаттык калдыктар сыяктуу молекулалык киргизүүлөрдүн да маселеси бар, алар жалпысынан транзистордун оксиддик катмарын бүткүр бүтөт. Окшшы газдын тазалыгы боюнча талаптар боюнча изилдөөлөрдүн натыйжалары да таң калтыргыч. Эгерде аба менен таралган молекулалык негиздер (AMB) миллиардда 0,1 бөлүктөн ашып кетсе, алдашуу чиптерди чыгаруу учаскелеринде чыгым 12% кыскарат. Бул ушанча сезгичтикти эске алуу менен, айрым аймактарда чистый бөлмөлөр ISO Class 1 стандартынан да жогорку шарттарды сактоолору керек. Иш жүзүндө, иштөөчүлөр бул жерде дем алган сайын, алардын дем алуу жолу менен чыккан заттар чынтыктыруу процесстерине зыян келтирип жатканын көрсө болот.

Жогорку көлемдүү жарым өткөргүчтүн чыгарылышындагы аруу кетүүнүн экономикалык чыгымы

Масштаб өсүп жаткан сайын загрязнениеден келген чыгым күрсөө болот. Ар бир айда 100 миңден чалык пластинкалар менен иштеген заводду карап көрөлү. Эгерде чыгым 1% түшүп калса, ал ар бир жылы 58 миллион долларга чейинки чыгымга алып келет. Бул эсепке алынбайт, анткени азыркы таанымал пластинкалардын ар биринин баасы 30 миң доллардан ашык. Жарым өткөргүч индустриясы 2025-жылга чейин жаңы 18 фабрика курууну пландоо менен, загрязнениени башкаруу бүгүнкү күндө акчаны утурга салуудан гана эмес, бүт аймактагы 740 миллиард долларлык рынокту таасир этет. Бул жерде тазалыкты сактоо үчүн жерде жогорку тазалыктагы булут генераторлорун киргизүү менен кайра иштетүүнүн чыгымын үчтөн бирге чейин кыскартат. Бул өндүрүүчүлөргө тазалык чечимдерине акылдуу инвестиция киргизүүнүн кандай пайдалуу экенин көрсөтөт.

Суб-3 нм фабрикалоо чегинде тазалыкты сактоонун кыйынчылыктары

Түйүн масштабдоонун себеп болгондугунан кемчиликке сезгенимдүүлүктүн экспоненциалдуу өсүшү

3нм төмөнкү түйүндөрдө кемчиликке сезгенимдүүлүк экспоненциалдуу өсөт — 0.5нм бир бөлөкчө чиптин функционалдуулугунун 4% бөлүгүн басып коёт, 2024-жылкы эле полупроводниктин тазалыгы боюнча докладдын маалыматы боюнча. Эми имараттарда болуп жатат:

• 400% бөлөкчөлөрдүн кемчиликтүү көрсөткүчтөрү жогору 5нм процесстер менен салыштырганда
• 18% пластинкалардын жоголушу процесстеги газдардын молекулалык киргизүүсү менен байланыштуу
• +/-0.1 ppb киргизүү теребинин жана 0.8% чыгым айырмасынын ортосундагы корреляция

Бул абал критикалык оксилдөө үчүн 0.1 pptтен төмөнкү буу тазалыгын талап кылат — бул эле аракетте жогорку тазалыктагы буу генераторлору менен гана ишке ашырылышы мүмкүн.

Традициялуу фильтрациянын чектүүлүгү: Келечек тазалык талаптарын канааттандыра алабы?

Суб-3нм өндүрүш үчүн традициялуу газ фильтрациясы үч негизги багытта жетишсиз:

Сонун анализы 3 нм фабрикаларынын 72% ASML тарaфынан тептештирүүчү термиялык иштетүү жүрүп жатканда булактан чыккан чийинди чектүү деңгээлден асат деп билдирүүдө. Бул араларды жок кылуу үчүн газ тапшырууну молекулалык деңгээлде кайра долбоордоо керек— азыркы заманбап жогорку тазалыктагы булак генераторлору ошол эле тапшырманы точкалык тазалоо жана ушул учурда ппм деңгээлинде көзөмөлдөө аркылуу аткарат.

Жогорку тазалыктагы булак генератору менен газ анализы аркылуу күчтүү киргизүүнү аныктоо

Чирок миллион (ppt) деңгээлиндеги кирди аныктоо

Бүгүнкү күндө моданын өтүп кеткен системаларга салыштырмалуу болсо да, оңдоп чыгаруу үчүн талаптар мың эсе артты, анткени молекулалардын бир гана загрязнителдери да чоң көйгөйлөргө алып келет. Атмосфералык басым иондоштуруу масса спектрометриясы жана жогорку тазалыктагы булут генераторлору бириккенде, ал традициялуу миллиарддун бир бөлүгүнө ээ болгон системалардан 60% артык ынтымак көрсөтөт. 2 нм жана 3 нм түйүндөрдү чыгарууда, ушундай сезгилгичтик маанилүү роль ойнойт. Өткөн жылында өнөр жайынын маалыматтары бир нече таң калтыруучу нерсени көрсөттү: 5 ppt кычкыл же углеводороддордун көлөмү өндүрүштүн чыгымын 12%-дон 18% кысқартууга мүмкүнчүлүк берет.

Булут тазалыгы системалары менен көп компоненттүү газ анализаторлорунун синергиясы

Эң таза булутун өндүрүүнү газдын мониторингинен тез арада көзөмөлдөө менен бириктирүү иштетүү ортосундагы киргизүүнү башкарууну жакшыртат. Мисалы, газды анализдөөчү түйүндөр летучий органикалык космосдун 2,7 бөлүгүн гана таап алса, булутту тазалоо системасы суу иштетүү параметрлерин тез арада өзгөртөт. Натыйжада, 2023-жылдагы соңку долбоордук билдирүүлөргө ылайык, 300 мм пластинкаларды иштетүүчү жартылай өткөргүчтөр фабрикаларындагы бөлүкчөлөрдүн маселеси 70% төмөндөйт. Бул жайлар температураны чиптерди иштетүүдө колдонулуучу атомдук катмарды жабуу машиналары үчүн маанилүү болгон 0,1 градус Цельсийден аз дәрэжеде туруктуу калт. Бүгүнкү күндө ISO Class 1 таза бөлмө стандарттарынын бир бөлүгү катары мындай системаларды интеграциялоону талап кылууда.

ККБ

Жартылай өткөргүчтөр фабрикаларында жогорку тазалыктагы булут генераторлору неге маанилүү?

Жогорку тазалыктагы булут генераторлору жардамы менен 2нм жана 3нм процесстеринин түйүндөрүнө молекулалык деңгээлде тазалыкты камсыз кылуу зарыл. Бул тазалык кемчиликтерди болтурбоого жана курулганын иштөөсүнө терс таасир этүүчү ластоону болтурбоого жардам берет.

Жогорку тазалыктагы булут генераторлору кантип иштейт?

Бул генераторлор иондорду, органикалык заттарды жана металлдарды кетирүү үчүн үч эсе дистилляция жана ультра-төмөнкү бөлүкчөлөрдү фильтрлөө сыяктуу бириккен ыкмаларды колдонушат. Ошондой эле, чиридиң деңгээли төмөн болуп турганын камсыздаш үчүн чыныгы убакытта мониторинг технологиясын колдонушат.

Жогорку тазалыктагы булут генераторлорунун жарымы менен жармалоо өндүрүшүнө кандай ички экономикалык пайда берет?

Жогорку тазалыктагы булут генераторлор кемчиликтерди азайтып, чыгымдарды көбөйтөт. Бул жакшылоо жогорку өндүрүмдүлүктү сактап, кемчиликтери бар продукцияны кайра иштетүүнү азайтып, миллиондогон доллардык чыгымдарды тежей алат.

3 нмден кичине түзүлүштөгү ластоонун кыйынчылыктары эмне?

Суб-3 нм түйүндөр көлөмү кичине болгондуктан кемчиликтерге абдан сезгич. Бир молекула лас зат функцияны бузуп, операциялык бүтүндүктү жана чыгымдарды сактоо үчүн жеткиликтүү тазалоо системаларын жана кеңейтилген ластоону аныктоону талап кылат.