Контролисање контаминације траговима у мрежама полупроводничких флуида ради побољшања приноса плочице

Инжењеринг приноса у модерној фабрици полупроводника је у великој мери вежба у управљању честицама. Како се геометрије транзистора смањују према праговима испод-три-нанометра, традиционални загађивачи на макро-нивоу више нису једина претња. Микроскопске варијације у хемијској чистоћи, мање флуктуације притиска и трагови металних јона у току процеса сада директно узрокују катастрофалне кварове чипа.

Док параметри алата као што су густина плазме и фокус ласера ​​привлаче већину пажње, физичка инфраструктура која испоручује хемикалије, раствараче и ултра{0}}чисту воду до мокрог стола често је место где се губитак приноса заправо дешава.

 

 

Семицондуцтор

 

Класификација грешака у процесу и основни узроци{0}}течне фазе

Дефекти откривени током инспекције на линији се генерално класификују или као унутрашње аномалије материјала или као површинска контаминација{0}}индукована процесом. Дефекти решетке, укључујући слободна места и дислокације, обично сежу до почетног раста ингота. С друге стране, премошћавајући гаћици, дефекти кристала са узорком и распад оксида капије се скоро увек уводе током литографије, скидања, гравирања или хемијске механичке планаризације.

Током ових мокрих хемијских корака, површина силицијумске плочице је високо реактивна и рањива на било коју страну материју суспендовану у процесним хемикалијама. Ако вод за испоруку унесе суб-микронске честице, ова зрна се залажу између финих металних линија током таложења, стварајући тренутни електрични кратки спој.

Хемијска контаминација је још подмукла. Јони тешких метала попут гвожђа, бакра или хрома могу да дифундују право у кристалну решетку силицијума, стварајући дубоке-замке које изазивају велику струју цурења у стању приправности. Ово доводи до латентних дефеката где чип пролази почетно параметарско тестирање, али прерано не успе када се постави на сервере или возила.

Следећа матрица повезује ове структурне кварове на микро-нивоу директно са специфичним рањивостима у водоводу за испоруку течности.

 

Табела 1: Типови дефекта полупроводника и утицај контроле течности

 

Категорија дефекта	Микроскопска манифестација	Основни узрок процеса	Флуид Инфраструцтуре Солутион
Тачкасти дефекти	Стране металне нечистоће уграђене у силицијумску кристалну решетку.	Хемијска контаминација услед испирања зидова цеви или лошег квалитета легуре.	Коришћење компоненти високе{0}}чистоће са строгим сертификатом материјала.
Процес{0}}Индуковане честице	Површински мостови који изазивају кратке спојеве између паралелних проводних водова.	Микроскопски фрагменти настали хабањем компоненти или спољним цурењем ваздуха.	Инсталација Цамлоцк фитинга високе{0}}толеранције ради одржавања затвореног окружења.
Дефекти запремине и слојева	Локализовано раслојавање, неуједначена дебљина филма или варијације гравирања.	Пренапони притиска и турбулентни обрасци тока током испоруке хемикалија.	Интеграција прецизних-машинских санитарних вентила да би се обезбедио линеарни проток без вибрација{1}.

 

Управљање заједничким интегритетом при испоруци хемикалија на велико

Системи за дистрибуцију хемикалија у расутом стању и клизници за мешање хемикалија свакодневно рукују агресивним киселинама и абразивним растворима. Ови системи захтевају редовну замену контејнера, прочишћавање линије и замену филтера. Сваки пут када се прикључак отвори ради одржавања, цела петља течности је изложена спољним ризицима, укључујући влагу у окружењу, ваздух у чистој просторији и људске грешке.

Да би време застоја алата било мало током ових замена хемикалија, објекти се ослањају на спојнице за брзо{0}}растављање. Специфицирајући робустанЦамлоцк Фиттингсомогућава техничарима да брзо закључавају и откључавају доводне водове, минимизирајући време излагања унутрашњег водовода ваздуху. Међутим, стандардне комерцијалне{1}} спојнице често имају несавршености ливења, оштра унутрашња рамена или дубоке пукотине у близини седишта заптивке.

Ове лоше обрађене области делују као мртве ноге где се стагнирајуће хемикалије спајају, кристалишу или разграђују. Када свежа хемикалија протиче кроз цев, она разбија ове кристализоване комаде, претварајући их у честице убице које заобилазе филтрацију и слећу на плочицу.

Механичка монтажа на зглобу такође диктира да ли долази до кавитације. Када-течност велике брзине пролази кроз неусклађен или лабаво спојен спој, локална брзина се повећава и пада притисак течности испод тачке испарења. Ово генерише микро-мехуриће паре који се нагло слажу када се притисак опорави низводно.

Ударни таласи из ове микро-кавитације физички еродирају унутрашње зидове низводног водовода, уклањајући слојеве пасивације и стварајући љуспице од нерђајућег челика. Цамлоцк фитинзи високе{2}}толеранције имају прецизну-унутрашњост са провртом која се савршено поклапа са унутрашњим пречником цеви, одржавајући глатки профил брзине и заустављајући кавитацију пре него што почне.

 

ЛЕАДТЕК Цамлоцк А

 

Спречавање заробљавања честица и смицања у вентилима

Фитинги успостављају оквир цевовода, али вентили управљају динамичким радом пригушивања, изолације и усмеравања тока. Стандардни индустријски вентили су главни извор губитка приноса јер њихове унутрашње шупљине дозвољавају честицама да се таложе. ЦМП суспензије, које садрже суспендоване абразивне честице попут силицијум диоксида или глинице, су посебно склоне испадању из суспензије када се брзина протока смањи унутар тела вентила. Када се вентил активира, ови набијени седименти се компримују, шишају и испирају у процесни алат као велики агломерати који гребу површину плочице.

Да би се елиминисале ове мртве зоне, процесне линије високе{0}}чистоће користе електрополирањеСанитарни вентилиу критичним петљама протока. Ови вентили су направљени са дизајном без-унутрашњих-шупљина и ултра-унутрашњим површинама како би се осигурало да брзина течности остане константна у целом телу вентила.

Завршна обрада огледала уклања микроскопске тачке сидрења где се бактерије, полимери или честице каше могу залепити за зидове. Током стандардних циклуса чишћења-на-мјесту или воде-испирање, течност за прочишћавање чисти целу унутрашњу запремину, не остављајући за собом остатке који би контаминирали следећу серију хемикалија.

Осим контроле честица, вентил мора да ради без ометања притиска у линији. Током прецизног јеткања или хемијског таложења паре, испорука течности мора бити глатка и линеарна. Ако вретено вентила трепери или изазове ефекат хидрауличног чекића при затварању, резултујући талас притиска путује низ линију и вибрира млазнице за прскање унутар процесне коморе.

Ова мања физичка вибрација омета гранични слој течности на плочици која се окреће, изазивајући неуједначену дебљину филма или локализовано прекомерно{0}}гризање. Напредне компоненте за контролу протока користе избалансирану унутрашњу геометрију за равномерну дистрибуцију притиска течности, обезбеђујући глатко активирање и стабилан притисак низводно.

Матрица компоненти испод описује како се избором одговарајућег хардверског формата поправљају ови специфични начини квара цевовода.

 

Табела 2: Матрица за избор компоненте течности

 

Цомпонент Типе	Примарна функција	Цоре Бенефит
Цамлоцк Фиттингс	Брза, сигурна водоводна веза	Спречава стагнацију течности и спољно цурење
Санитарни вентили	Ултра{0}}чиста регулација протока	Елиминише унутрашње накупљање честица

 

Металургија и испитивање излуживања као мерила квалитета

Хемијска компатибилност металургије система је коначна одбрана од контаминације у траговима јона. Стандардне врсте нерђајућег челика често садрже микро-инклузије манган сулфида, угљеника или силицијума. Када су изложени високо корозивним хемикалијама као што су врућа фосфорна киселина или водоник пероксид, ови површински укључци се растварају, излажући границе сировог зрна челика сталном хемијском нападу. Овај процес лужења ослобађа слободне металне јоне директно у хемијски ток, што уништава перформансе транзистора ако стигну до површине силикона.

Спречавање овог облика деградације материјала захтева строгу контролу квалитета током фаза ливења и машинске обраде. Компоненте високе{1}}чистоће морају да прођу кроз ригорозну верификацију материјала, укључујући оптичку емисиону спектроскопију за састав легуре и ултразвучно испитивање да би се ухватиле шупљине испод површине.

Спровођење ових строгих производних стандарда гарантује да опрема може да издржи континуирано излагање корозивним медијима током дугог животног циклуса без ослобађања металних јона или доприноса контаминацији процеса.

 

Интегрисање система флуида у стратегије приноса

Контролом контаминације не може се управљати искључиво филтрацијом ваздуха у чистим просторима или оптимизацијом рецепта на{0}}нивоу алата. Право смањење кварова захтева свеобухватан поглед на целу мрежу испоруке течности. Један суб{3}}оптимизован вентил или лабав спој цевовода ће поништити рад скупих јединица за филтрирање низводно.

Надоградња на високо{0}}прецизне системе за повезивање и високо углађене компоненте контроле протока омогућавају фабрикама плочица да уклоне материјалне и механичке варијабле које узрокују дефекте плочице. Постављање поузданих течних спојева заједно са специјализованим вентилима ствара стабилно, чисто и поновљиво хемијско окружење. У индустрији у којој једна суб{3}}микронска честица може да претвори микрочип са-вишом маржом у отпад, хардвер који носи течност је директно везан за фабричке крајње резултате.