Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Производство полупроводников — это очень сложный процесс, состоящий из множества этапов и стадий, каждый из которых представляет потенциал для загрязнения. Загрязнение в этом контексте может быть особенно дорогостоящим, приводя к потерям производительности и потере времени. Для решения этих проблем системы мониторинга в реальном времени предлагают мощное решение, обеспечивающее немедленное обнаружение и позволяющее быстро смягчить потенциальные потери производительности.
Содержание
Полупроводники отличаются небольшими размерами и сложной структурой. По мере развития технологий размеры полупроводниковых устройств продолжают уменьшаться, а их компоненты достигают наноразмеров. Даже крошечная частица или примесь на поверхности полупроводника может существенно повлиять на его функциональность. Загрязнение может нарушить точные схемы и структуры внутри полупроводника, что приведет к дефектам, электрическим сбоям или полному отказу.
Правильное функционирование полупроводников зависит от точных электрических свойств. Загрязняющие вещества могут изменять электрические характеристики, воздействуя на электрические поля внутри полупроводника. Даже небольшая частица или примесь может создать локализованные электрические поля, которые отклоняются от желаемого поведения, влияя на производительность и надежность полупроводникового устройства. Непреднамеренное взаимодействие электрических полей, вызванное загрязнением, может привести к снижению качества сигнала, увеличению энергопотребления или даже к короткому замыканию.
Во время работы полупроводниковые приборы выделяют тепло, и эффективный отвод тепла имеет решающее значение для их производительности и надежности. Загрязнения, такие как пыль или инородные частицы, могут препятствовать теплопередаче или выступать в качестве теплоизоляторов, что приводит к повышению температуры в локальных областях. Высокие температуры могут ухудшить характеристики полупроводников, изменить их электрические характеристики и потенциально вызвать тепловое повреждение или отказ устройства.
Полупроводники могут вступать в химические реакции с некоторыми загрязняющими веществами. Влага, газы или химические вещества могут вступать в реакцию с полупроводниковыми материалами, что приводит к образованию нежелательных соединений или коррозии. Эти реакции могут изменить свойства материала, изменить проводимость, ввести примеси или вызвать структурные дефекты, тем самым ухудшив характеристики полупроводника или сделав его нефункциональным.
Поверхности полупроводников особенно уязвимы к загрязнению. Частицы, такие как пыль, масла или остатки, скапливающиеся на поверхности, могут создавать барьеры или изолирующие слои, которые мешают электрическим соединениям или препятствуют отводу тепла. Загрязнение поверхности может повлиять на процессы склеивания, изменить адгезионные свойства или внести дефекты в тонкие пленки или слои полупроводников, нарушив функциональность устройства.
Производство полупроводников включает в себя множество сложных производственных процессов, таких как фотолитография, осаждение, травление и обработка полупроводниковых пластин. На каждом этапе существует возможность загрязнения. Даже незначительные отклонения в параметрах процесса, неправильное обращение или неадекватный контроль чистоты могут привести к появлению загрязняющих веществ. Загрязнение на любом этапе производственного процесса может привести к появлению бракованных устройств, снижению выхода продукции или ухудшению характеристик устройства.
Если полупроводник загрязнен в процессе производства, то, прежде всего, это, скорее всего, не единственный полупроводник, который подвергся загрязнению. Эти частицы могут нанести вред сложным полупроводникам.
Например, они могут вызвать непреднамеренные токи утечки или изменить электрические характеристики полупроводника. Таким образом, загрязненные полупроводники могут потреблять больше энергии, чем предполагалось, что приводит к повышенному энергопотреблению, сокращению срока службы батареи или неэффективной работе.
В свою очередь, полупроводник может работать неэффективно, испытывать сбои, работать нестабильно или полностью выйти из строя.
Если загрязнение было упущено в процессе производства и попало в устройства, это может привести к недовольству клиентов, необъяснимым проблемам и, если выяснится, что вся партия могла быть заражена, к отзыву продукции. Независимо от того, будет ли это отзыв или просто большое количество людей оставят негативные отзывы, репутация компании, несомненно, пострадает.
Лучший способ избежать потерь урожая, отзыва продукции, ущерба репутации и других негативных последствий — обеспечить стабильное качество на всех этапах производства и с самого начала избегать загрязнения.
Единственный способ избежать загрязнения полупроводников в процессе производства — это производить их в чистом помещении с надлежащей вентиляцией, стратегией воздушного потока и фильтрацией.
Еще одним аспектом производства полупроводников является процесс травления. При травлении используется большое количество воды, которая должна быть такой же чистой, как и воздух. Это так называемая сверхчистая вода.
Сверхчистая вода производится в несколько этапов. На первом этапе отфильтровывается крупный мусор, затем применяется двухпроходный обратный осмос, деминерализация и обратный осмос или высокоэффективный обратный осмос. Некоторые пользователи сверхчистой воды также предпочитают использовать активированный уголь или бисульфит натрия для дехлорирования воды, что представляет собой смесь физических и химических процессов.
Далее следует этап первичной обработки. На этом этапе для деминерализации воды используется ультрафиолетовое излучение и электродная ионизация или ионизация в смешанном слое. Некоторые предпочитают использовать удаление растворенного кислорода через мембрану или вакуумную дегазацию.
Ультрафиолетовое излучение используется для уничтожения жизнеспособных загрязнений. Поскольку энергия света попадает на частицы, она повреждает внутренние структуры микроорганизмов.
Наконец, сверхчистая вода проходит стадию полировки. Несмотря на то что это самый важный этап, он также часто является самой дорогой частью процесса. На этом этапе используется ультрафиолетовое излучение и теплообмен для контроля температуры воды. УПВ обычно производится в больших количествах, поэтому изменение или контроль температуры такого количества воды может оказаться сложной задачей.
И наконец, невосстанавливаемый ионный обмен с мембранной дегазацией и ультрафильтрацией используется для окончательной фильтрации воды, чтобы достичь требуемого уровня частиц.
Теперь ваша сверхчистая вода безопасна для использования в полупроводниковом производстве, чтобы избежать загрязнения.
Контроль загрязнений в производстве полупроводников в основном сосредоточен на загрязнении твердыми частицами. Управление жидкими загрязнениями имеет решающее значение на различных этапах процесса. Вот некоторые ключевые аспекты мониторинга и контроля жидких загрязнений:
Системы мониторинга в реальном времени играют ключевую роль в защите полупроводникового производства от проблем, связанных с загрязнением. Эти системы обеспечивают возможность немедленного обнаружения, что позволяет оперативно принимать меры по снижению воздействия на выход продукции и ее качество. Они сосредоточены на критических точках контроля загрязнения в производственном процессе, сохраняя целостность полупроводниковой продукции.
Эффективный контроль загрязнения жидкостей в производстве полупроводников зависит от проведения комплексной оценки рисков. В ходе этих оценок выявляются потенциальные источники загрязнения, оценивается серьезность последствий загрязнения, оценивается вероятность возникновения событий, связанных с загрязнением, и рассчитывается общий уровень риска. Применяя структурированный подход к оценке рисков, производители полупроводников получают четкое представление о том, что и где необходимо контролировать на предмет загрязнения жидкостей, что упрощает сложную задачу контроля загрязнения.
В производстве полупроводников управление выходом продукции имеет первостепенное значение. Выход линии и плотность дефектов — тщательно охраняемые секреты, определяющие эффективность обработки материалов, управления процессом и трудозатрат. Постепенное увеличение выхода снижает производственные затраты на пластину или квадратный сантиметр кремния. Загрязнение, особенно частицами, может существенно повлиять на выход продукции в эпоху миниатюризации устройств и увеличения размеров матриц. Счетчики жидких частиц играют важнейшую роль в обеспечении отсутствия частиц в ультрачистой воде, чтобы гарантировать отсутствие загрязнений в процессе производства пластин.
В заключение следует отметить, что контроль загрязнения жидкостей в полупроводниковом производстве — сложная задача, требующая пристального внимания. Системы мониторинга в режиме реального времени, основанные на оценке рисков, служат передовой линией защиты от жидкого загрязнения. Применяя передовые решения для мониторинга и строгие меры контроля загрязнений, производители полупроводников могут ориентироваться в хитросплетениях отрасли, поддерживать высокий выход продукции и выпускать первоклассные продукты, которые питают наш современный мир.
