តួនាទីសំខាន់នៃសេរ៉ាមិច Quartz ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ក្នុងការផលិត Semiconductor Wafer

ចំណងជើង៖ ដៃគូស្ងប់ស្ងាត់របស់ស៊ីលីកុន៖ ហេតុអ្វីបានជាការណែនាំអំពីគ្រឿងបរិក្ខារផលិតបន្ទះសៀគ្វី Quartz Ceramics ។

(តួនាទីសំខាន់នៃសេរ៉ាមិច Quartz ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៅក្នុងការផលិត Semiconductor Wafer)

គិតអំពីបន្ទះឈីបដ៏មានថាមពលតូចមួយនៅក្នុងទូរស័ព្ទ ឬកុំព្យូទ័រកុំព្យូទ័រយួរដៃរបស់អ្នក។ ការបង្កើតភាពអស្ចារ្យទាំងនេះទាមទារភាពជាក់លាក់ធ្ងន់ធ្ងរ។ វាក៏ទាមទារសម្ភារៈពិសេសដែលអាចដោះស្រាយជាមួយនឹងភាពកក់ក្តៅដ៏ឆ្កួតលីលា និងរក្សាបាននូវភាពស្អាតស្អំបំផុត។ បំពេញចិត្តវីរបុរសដែលមិនធ្លាប់មាន៖ សេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ ពួកវាមិនអស្ចារ្យទេ ប៉ុន្តែក្រុមហ៊ុនផលិតបន្ទះឈីបមិនអាចបង្កើតបច្ចេកវិទ្យានៅថ្ងៃស្អែកដោយគ្មានពួកវាបានទេ។

ពាក្យគន្លឹះសំខាន់ៗ៖ សេរ៉ាមិច Quartz ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។

តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​សេរ៉ាមិច Quartz ដែល​មាន​ភាព​បរិសុទ្ធ​ខ្ពស់? .

រូបភាពខ្សាច់។ បច្ចុប្បន្ននេះ ការស្រមើស្រមៃយកខ្សាច់រ៉ែថ្មខៀវដ៏បរិសុទ្ធបំផុតដែលអាចធ្វើទៅបាន ហើយផ្លាស់ប្តូរវា។ ការផ្លាស់ប្តូរនេះរួមបញ្ចូលកំដៅខ្លាំង និងការគ្រប់គ្រងឯកទេស។ លទ្ធផលគឺជាផលិតផលរឹង និងមិនមែនលោហធាតុ។ សម្ភារៈនេះមើលទៅដូចជាសេរ៉ាមិច។ វាហាក់ដូចជាសេរ៉ាមិច។ វាជាសេរ៉ាមិច។ ប៉ុន្តែវាត្រូវបានបង្កើតឡើងស្ទើរតែទាំងស្រុងនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO2) ដែលជាវត្ថុដូចគ្នានឹងគ្រីស្តាល់រ៉ែថ្មខៀវសុទ្ធ។

ផ្នែក "ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់" គឺសំខាន់ណាស់។ យើងកំពុងជជែកអំពីកម្រិតនៃការចម្លងរោគដែលកាត់បន្ថយមិនគួរឱ្យជឿ - ដែកដូចជាអំបិល ប៉ូតាស្យូម ដែក ឬអាលុយមីញ៉ូម។ សមាសធាតុដែលមិនចង់បានទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ជាផ្នែកក្នុងមួយលាន ក្នុងករណីខ្លះសមាសធាតុក្នុងមួយពាន់លាន។ ការទទួលបានកម្រិតនៃភាពបរិសុទ្ធនេះគឺជាការខិតខំ។ វាតម្រូវឱ្យមានជម្រើសដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៃរ៉ែថ្មខៀវឆៅ និងបច្ចេកទេសចម្រាញ់កម្រិតខ្ពស់។ ប្រភេទនៃការគំរាមកំហែងនៃការចម្លងរោគណាមួយដែលបំផ្លាញ wafers ស៊ីលីកុនដែលផុយស្រួយកំពុងដំណើរការ។ ភាពបរិសុទ្ធនេះបញ្ជាក់ពីផលិតផល។ វាធ្វើឱ្យប៉សឺឡែនរ៉ែថ្មខៀវមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់មួយប្រភេទ និងសំខាន់។

ហេតុអ្វីបានជា Semiconductor Fabs មិនអាចរស់នៅដោយគ្មានពួកវា? .

ការផលិត semiconductor គឺពិបាកណាស់។ Wafers ជួបប្រទះនឹងកម្រិតសីតុណ្ហភាពកើនឡើងលើសពី 1000 ° C ។ ពួកវាត្រូវបានបំផ្ទុះដោយឧស្ម័នដ៏អាក្រក់។ ពួកគេត្រូវការបរិស្ថានស្អាតជាងតំបន់ប្រតិបត្តិការនៃកន្លែងព្យាបាល។ ផលិតផលទូទៅផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសម្ពាធនេះ។ ដែក​ស្រក់​បំណែក។ សេរ៉ាមិច​ដែល​ប្រើ​ជាប្រចាំ​អាច​នឹង​បញ្ចេញ​ជាតិពុល​នៅពេល​ត្រូវ​កម្ដៅ។ កញ្ចក់អាចបែកឬកខ្វក់។

សេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់លូតលាស់នៅទីនេះ។ ពួកគេមានការលាយបញ្ចូលគ្នាពិសេសនៃមហាអំណាច។ ដំបូងបង្អស់ស្ថេរភាពកំដៅ។ ពួកគេថែរក្សាការប្រែប្រួលកម្រិតសីតុណ្ហភាពព្រៃដោយមិនបំបែក ឬបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ទីពីរ ភាពអសកម្មគីមី។ ឧស្ម័នដំណើរការមិនល្អភាគច្រើនមិនមានប្រតិកម្មជាមួយពួកវាទេ។ នេះការពារការចម្លងរោគ។ ទីបីការអភិវឌ្ឍកំដៅទាប។ ពួកវាស្ទើរតែមិនផ្លាស់ប្តូរទំហំនៅពេលដែលកំដៅឡើង ឬត្រជាក់។ នេះគឺចាំបាច់សម្រាប់ការកាន់ wafers យ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនៅនឹងកន្លែងពេញមួយជំហានដែលមានកំដៅខ្ពស់។ ទី៤ អ៊ីសូឡង់អគ្គិសនី។ ពួកគេជៀសវាងចរន្តដែលមិនចង់បាន។ ទីប្រាំកម្លាំងមេកានិច។ ពួកគេរក្សានៅក្រោមតម្រូវការរាងកាយរបស់ fab ។ គ្មានសម្ភារៈផ្សេងទៀតប្រើកញ្ចប់ទាំងមូលនេះទេ។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលពួកគេមិនអាចជំនួសបាន។

តើសេរ៉ាមិច Quartz ដ៏គួរឱ្យកត់សម្គាល់ទាំងនេះត្រូវបានផលិតដោយរបៀបណា? .

ការប្រែក្លាយ Quartz ឆៅទៅជាសមាសធាតុដែលត្រៀមរួចជាស្រេចគឺជាមធ្យោបាយងាយស្រួល។ វាចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការជីកយករ៉ែថ្ម Quartz សុទ្ធមិនគួរឱ្យជឿ។ ថ្មនេះឆ្លងកាត់ការកិន ការកិន និងការបន្សុតយ៉ាងម៉ត់ចត់។ យុទ្ធសាស្ត្រដូចជាការលាងអាស៊ីត និងការព្យាបាលដោយសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ កម្ចាត់លោហៈធាតុដាន។ គោលបំណងគឺសម្រេចបាននូវដឺក្រេ SiO2 លើសពី 99.99% ។

ការ​បន្ទាប់​មក​មាន​ការ​អភិវឌ្ឍ​។ ម្សៅរ៉ែថ្មខៀវដ៏បរិសុទ្ធ លាយឡំជាមួយសារធាតុចង។ បន្ទាប់ពីនោះវាត្រូវបានបង្កើតឡើង។ បច្ចេកទេសទូទៅរួមមានការចាក់រអិល (ដូចជាការបង្ហូរសារធាតុសេរ៉ាមិចចូលទៅក្នុងផ្សិត) ការរុញដោយអ៊ីសូស្តាទិច (ការប្រើភាពតានតឹងខ្ពស់ពីគ្រប់ជ្រុងទាំងអស់) ឬការបាញ់ថ្នាំ។ ផ្នែករាងដែលហៅថា "សាកសពដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន" គឺមានភាពផុយស្រួយនៅដំណាក់កាលនេះ។

បន្ទាប់មកជំហានសំខាន់មកដល់: sintering ។ រាងកាយដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានចូលទៅក្នុងឧបករណ៍កំដៅពិសេស។ សីតុណ្ហភាពឡើងដល់ 1200 ° C ឬខ្ពស់ជាងនេះ។ ភាព​ក្តៅ​ខ្លាំង​នេះ​ធ្វើ​ឱ្យ​ដុំ​ថ្ម​រ៉ែថ្មខៀវ​ប្រសព្វ​គ្នា​ទៅ​វិញ​ទៅ​មក។ ឧបករណ៍ចងរលាយបាត់។ អ្វី​ដែល​នៅ​សេសសល់​គឺ​ជា​ដុំ​ក្រាស់ និង​រឹងមាំ​នៃ​សេរ៉ាមិច​រ៉ែថ្មខៀវ​សុទ្ធ។ ភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ាស៊ីនស្របតាម។ ឧបករណ៍ពេជ្រកាត់ កិន និងបំភ្លឺសមាសធាតុដែលដុត។ នេះទទួលបានទម្រង់ច្បាស់លាស់ និងផ្ទៃរលោងដែលត្រូវការសម្រាប់ការគ្រប់គ្រង និងការគ្រប់គ្រងរបស់ wafer ។ ជាចុងក្រោយ ការសម្អាតយ៉ាងម៉ត់ចត់នឹងលុបបំបាត់បំណែកគ្រប់ប្រភេទពីការកែច្នៃ។ បន្ទាប់ពីនោះគឺជាផ្នែកដែលបានរៀបចំសម្រាប់បន្ទប់សម្អាត។

តើអ្នករកឃើញពួកគេនៅកន្លែងណានៅកន្លែងធ្វើការ? (កម្មវិធី) ។

ឆ្លងកាត់ semiconductor fab ហើយអ្នកនឹងឃើញ porcelain quartz នៅគ្រប់ទីកន្លែងដែល wafers ទៅ។ ពួកគេគឺជាអ្នកធ្វើការដ៏ស្ងប់ស្ងាត់នៅក្នុងឧបករណ៍សំខាន់ៗ :.

1. Wafer Boats & Carriers (Cassets): ទាំងនេះផ្ទុក wafers ជាច្រើនក្នុងអំឡុងពេលនីតិវិធីដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដូចជា diffusion, oxidation, and annealing។ ប៉សឺឡែន Quartz ធានាថា wafers មិនរលួយ ឬ បំពុលដោយម្ចាស់ខ្លួនឯង។
2. ដំណើរការបំពង់ និងស្រទាប់ខាងក្នុង៖ នៅខាងក្នុងឡ បំពង់សេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវ បង្កើតបរិយាកាសសុវត្ថិភាព ដែលបន្ទះ wafers ត្រូវបានកំដៅ។ ស្រទាប់ការពារកំដៅជញ្ជាំង។ ភាពបរិសុទ្ធរបស់ពួកគេបញ្ឈប់ការឆ្លើយតបឧស្ម័ន និងការបញ្ចេញភាគល្អិត។
3. Susceptors: ប្រើក្នុងដំណើរការដូចជា Epitaxy (ស្រទាប់គ្រីស្តាល់ដែលកំពុងលូតលាស់) susceptors កាន់ wafer និងផ្ទេរកំដៅស្មើៗគ្នា។ សេរ៉ាមិច Quartz ផ្គត់ផ្គង់ស្ថេរភាពនិងភាពបរិសុទ្ធនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
4. ប្រព័ន្ធកំដៅទ្វារ និងគម្របចុង៖ ទាំងនេះបិទតំបន់ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ សេរ៉ាមិច Quartz រក្សាត្រានិងភាពស្មោះត្រង់ដោយមិនចុះខ្សោយ។
5. ធាតុផ្លាស្មាៈ នៅក្នុងបន្ទប់ដែលផ្លាស្មាឆ្លាក់លំនាំ បំណែកសេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវ (ខែល ចិញ្ចៀនផ្ដោត) ទប់ទល់នឹងឧស្ម័នប្លាស្មាដែលបំផ្លិចបំផ្លាញ។
6. CMP Retaining Bands: នៅក្នុងការប៉ូលាមេកានិកគីមី ចិញ្ចៀនសេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវកាន់ wafers យ៉ាងមានសុវត្ថិភាពនៅក្នុងទីតាំងប្រឆាំងនឹងបន្ទះភ្លឺ។

ភាពច្បាស់លាស់ ភាពបរិសុទ្ធ និងភាពកក់ក្តៅគឺមិនអាចចរចារបាន ប៉សឺឡែនរ៉ែថ្មខៀវដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ទទួលបានភារកិច្ច។

សំណួរគេសួរញឹកញាប់៖ សេរ៉ាមិច Quartz ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ Demystified ។

ពួកគេមិនមែនជាកញ្ចក់ធម្មតាទេឬ? លេខកញ្ចក់រលាយ និងបង្កើតចេញពីសភាពរាវ។ សេរ៉ាមិច Quartz ត្រូវបានផលិតដោយការដុតម្សៅខ្លាំង។ នេះធ្វើឱ្យពួកវាកាន់តែក្រាស់ រឹងមាំជាងមុន ធន់នឹងកម្រិតសីតុណ្ហភាពកាន់តែច្រើន និងទំនងជាមិនសូវបញ្ចេញសារធាតុមិនស្អាតជាងកញ្ចក់រ៉ែថ្មខៀវដែលបានបញ្ចូលគ្នានោះទេ។

ហេតុអ្វីមិនប្រើប៉សឺឡែនដែលមានតម្លៃសមរម្យជាង? សេរ៉ាមិចស្តង់ដារ ច្រើនតែមានដីឥដ្ឋ សារធាតុរាវ ឬសារធាតុផ្សំផ្សេងៗ។ ទិដ្ឋភាពទាំងនេះបំពុល wafers នៅកំដៅ។ ប៉សឺឡែនរ៉ែថ្មខៀវដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយសម្ភារៈ SiO2 ជិតសរុប និងសារធាតុបំពុលតិចតួច។ ជម្មើសជំនួសដែលថោកជាងនេះ កាត់បន្ថយការពិនិត្យភាពបរិសុទ្ធ។

តើពួកគេមានរយៈពេលប៉ុន្មាន? ពួកវាមានរយៈពេលយូរណាស់។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយពួកគេមិនអាចបំផ្លាញបានទេ។ ការប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ជាប្រចាំទៅនឹងវដ្តកំដៅខ្លាំង និងឧស្ម័នដែលច្រេះ បណ្តាលឱ្យមានការបែកបាក់យឺតៗ ឬការបំបែកខ្នាតតូចលើផ្ទៃ។ Fabs យកចិត្តទុកដាក់លើសមាសធាតុ។ ពួកគេផ្លាស់ប្តូរវាក្នុងអំឡុងពេលថែទាំដែលបានរៀបចំដើម្បីបញ្ឈប់ការបរាជ័យដែលមិននឹកស្មានដល់ និងការចម្លងរោគ។

តើពួកគេពិតជាមានតម្លៃណាស់មែនទេ? បាទ ទាក់ទង។ ការចំណាយមានប្រភពចេញពីធនធានដ៏បរិសុទ្ធ ដំណើរការចម្រោះដ៏ស្មុគស្មាញ ការស៊ីរ៉ែនថាមពលខ្ពស់ និងម៉ាស៊ីនដ៏ជាក់លាក់។ ប៉ុន្តែតម្លៃនៃការចម្លងរោគ wafer ឬដំណើរការបរាជ័យគឺធំជាងតារាសាស្ត្រ។ ការប្រើប្រាស់ប៉សឺឡែនរ៉ែថ្មខៀវគឺជាការវិនិយោគដ៏សំខាន់ក្នុងការត្រឡប់មកវិញ និងគុណភាពខ្ពស់។

(តួនាទីសំខាន់នៃសេរ៉ាមិច Quartz ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៅក្នុងការផលិត Semiconductor Wafer)

តើមានប្រភេទសម្ភារៈជំនួសណាមួយកើតឡើងទេ? អ្នកស្រាវជ្រាវតែងតែមើល។ Silicon carbide (SiC) ផ្គត់ផ្គង់ផ្ទះកំដៅដ៏អស្ចារ្យ។ ប៉ុន្តែ SiC គឺពិបាកជាងក្នុងការផលិតភាពបរិសុទ្ធបំផុត ហើយអាចណែនាំការបំពុលកាបូន។ Silicon nitride គឺជាដៃគូប្រកួតប្រជែងបន្ថែម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសម្រេចបានកម្រិតដូចគ្នានៃភាពបរិសុទ្ធ និងប្រសិទ្ធភាពចំណាយដូចសេរ៉ាមិចរ៉ែថ្មខៀវនៅតែជាការលំបាក។ សម្រាប់ពេលនេះ ប៉សឺឡែនរ៉ែថ្មខៀវនៅតែជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យមាសសម្រាប់ការគ្រប់គ្រង wafer ដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដ៏សំខាន់។