Huazhong Gas hefur helgað okkur að ná tökum á list og vísindum iðnaðar og sérgas framleiðslu. Í hátækniheimi nútímans, sérstaklega innan hálfleiðari iðnaður, eftirspurn eftir ofurmikill hreinleiki gas er ekki bara val; það er algjör nauðsyn. Þessi grein kafar inn í gagnrýninn heim óhreinindagreining fyrir rafeinda sérlofttegunda. Við munum kanna hvers vegna jafnvel minnstu óhreinindi getur haft gríðarlegar afleiðingar, hvernig við uppgötvum þessar fimmtugu snefil óhreinindi, og hvað það þýðir fyrir fyrirtæki. Skilningur gas óhreinindi og aðferðir við þeirra hreinsun og uppgötvun, svo sem ICP-MS, er lykillinn að því að tryggja áreiðanleika og frammistöðu nútímans rafeindatækni. Þetta verk er tímans virði vegna þess að það býður upp á sjónarhorn verksmiðjuinnherja á að viðhalda ströngu hreinleika rafeinda sérlofttegunda, hornsteinn í hálfleiðari og rafeindatækni geira.

Hvað eru rafeindagastegundir nákvæmlega og hvers vegna er hreinleiki þeirra svo mikilvægur í hálfleiðaraframleiðslu?

Rafræn sérlofttegund, oft nefnt rafeindagas eða hálfleiðara lofttegundir, eru einstakur flokkur háhreinar lofttegundir og gasblöndur sérstaklega hannað fyrir flókna ferla sem taka þátt í framleiðslu rafeindaíhluta. Hugsaðu um þá sem ósýnilega arkitekta stafrænu aldarinnar. Þessar lofttegundir sem notaðar eru í hálfleiðara framleiðsla felur í sér fjölbreytt úrval, eins og sílan (SiH₄) til að setja kísillög, köfnunarefnistríflúoríð (NF₃) til að þrífa hólf, argon (Ar) sem óvirkur skjöldur, og ýmislegt lyfjagas eins og fosfín (PH₃) eða arsín (AsH₃) til að breyta rafeiginleikum hálfleiðari efni. Hugtakið "rafræn sérgrein“ sjálft undirstrikar sérsniðna notkun þeirra og þá miklu nákvæmni sem krafist er í samsetningu þeirra. Þetta er ekki hversdagsleikinn þinn iðnaðar lofttegundir; forskriftir þeirra eru mun strangari.

Mikilvægi þeirra hreinleika ekki hægt að ofmeta, sérstaklega í hálfleiðaraframleiðsla. Nútíma samþættar rafrásir (ICs) eru með smára og leiðandi leiðum sem eru ótrúlega litlar, oft mældar í nanómetrum (milljarðustu úr metra). Á þessum smásæja mælikvarða, jafnvel eitt óæskilegt atóm - an óhreinindi— getur virkað eins og stórgrýti í pínulitlum straumi, truflað fyrirhugað rafflæði eða valdið byggingargöllum. Þetta gæti leitt til gallaðs flísar og í iðnaði þar sem milljónir flísar eru framleiddar á einni oblátu, er fjárhagslegt og orðspor tjónið af víðtæku mengun getur verið gríðarlegt. Þess vegna er hreinleika rafeinda sérlofttegunda er grunnstoð sem allt rafeindatækni og hálfleiðara iðnaður stendur. Hvaða sem er óhreinindi getur dregið úr afköstum tækisins, afköstum og áreiðanleika, sem gerir strangt hreinleika gassins eftirlit nauðsynlegt.

Hjá Huazhong Gas skiljum við að viðskiptavinir okkar í hálfleiðaraiðnaði treysta á okkur til að veita lofttegundir sem uppfylla eða fara yfir "fimm níu" (99,999%) eða jafnvel "sex níu" (99,9999%) hreinleikastig. Þetta þýðir að einhver óhreinindi verður að vera til staðar í styrk sem er lægri en hlutar á milljón (ppm) eða jafnvel hlutar á milljarði (ppb). Að ná og sannreyna slíkt hár hreinleiki stig krefst háþróaðs hreinsun tækni og, síðast en ekki síst, háþróuð óhreinindagreining aðferðir. Tilvist óvænts óhreinindi gæti einnig bent til vandamála með gashylki eða aðfangakeðjuna, sem gerir stöðugt gæðaeftirlit mikilvægt. Við tryggjum okkar Köfnunarefnishylki til dæmis uppfyllir vörurnar þessa ströngu staðla, þar sem köfnunarefni er vinnuhestagas í mörgum skrefum í framleiðslu hálfleiðara.

Hvernig geta jafnvel smásæ sporóhreinindi afvegað hálfleiðara framleiðslulínur?

Það er stundum erfitt að ímynda sér hvernig eitthvað svo lítið, a snefil óhreinindi mælt í hlutum á milljarð (ppb) eða jafnvel hlutum á trilljón (ppt), getur valdið svo verulegum vandamálum. En í heimi hálfleiðari framleiðsla, þessar smásjár mengunarefni eru helstu illmenni. Við skulum íhuga dæmigert framleiðsluferli hálfleiðara: það felur í sér tugi, stundum hundruð, af viðkvæmum skrefum eins og útfellingu (að leggja niður þunnar filmur), ætingu (fjarlægja efni) og jónaígræðslu (að setja inn ákveðin atóm). Hvert skref byggir á nákvæmlega stýrðu efnaumhverfi, oft búið til eða viðhaldið af rafeinda sérlofttegunda. Ef a gas notað í einu af þessum skrefum ber óæskilegt óhreinindi, það óhreinindi hægt að fella inn í viðkvæmu lögin hálfleiðari tæki.

Til dæmis, málm óhreinindi eins og natríum, járn eða kopar, jafnvel í mjög lágum styrk, getur það breytt rafeiginleikum kísils verulega. Þeir gætu búið til óæskilegar leiðandi leiðir, sem leiða til skammhlaups, eða virkað sem „gildrur“ sem hindra rafeindaflæði, hægja á tækinu eða valda því að það bilar algjörlega. An óhreinindi getur einnig truflað efnahvörf sem ætlað er í vinnsluþrepi. Til dæmis, a mengunarefni í ætingargasi gæti valdið van- eða ofætingu, sem eyðileggur nákvæm mynstur á oblátunni. Áhrifin eru ekki bara á einstaka franskar; ógreindur óhreinindi vandamálið getur leitt til þess að heilar lotur af oblátum verða eytt, sem leiðir til milljóna dollara taps, framleiðslutafa og höfuðverks fyrir innkaupafulltrúa eins og Mark Shen, sem þurfa að tryggja stöðugt framboð gæðaefnis. Þetta undirstrikar mikilvæga þörfina fyrir öflugt mælingar á snefilóhreinindum.

Áskorunin er að "viðunandi" stig fyrir hvaða óhreinindi heldur áfram að minnka sem hálfleiðari eiginleikar tækisins verða minni. Hvað þótti ásættanlegt óhreinindi stig fyrir áratug síðan gæti verið stórslys mengun í dag. Þessi stanslausa sókn fyrir smæðingu setur gífurlegan þrýsting á gasframleiðendur og greiningarstofur til að bæta greiningarmörk getu. Jafnvel agnir óhreinindi, örsmáir rykblettir sem eru ósýnilegir með berum augum, geta hindrað ljós í ljósþekjuþrepum eða skapað líkamlega galla á yfirborði skúffunnar. Því að stjórna öllum möguleikum óhreinindi - hvort sem er loftkennt, málmkennt eða agnir - skiptir sköpum. The úrval óhreininda sem getur valdið vandamálum er mikil, sem leggur áherslu á þörfina fyrir alhliða gasgreiningu.

Hverjir eru algengustu vandræðagemsarnir? Að bera kennsl á óhreinindi í lofttegundum fyrir rafeindatækni.

Þegar við tölum um óhreinindi í lofttegundum ætlað fyrir rafeindatækni og hálfleiðara geira, við erum að skoða fjölbreyttan hóp persóna, sem hver um sig getur valdið verulegum skaða. Þessar óhreinindi sem á að greina má í stórum dráttum flokka í loftkennd, málmform og agnaform. Að skilja þessa algengu vandræðagemsa er fyrsta skrefið í árangursríkan hátt óhreinindagreining og stjórna. Hið sérstaka óhreinindi til staðar getur verið mismunandi eftir gasinu sjálfu, framleiðsluaðferð þess, geymslu og meðhöndlun.

Gaskennt óhreinindi eru aðrar lofttegundir til staðar í meginmáli sérgas. Til dæmis, í hár hreinleiki köfnunarefni, algengt loftkennt óhreinindi gæti innihaldið súrefni (O₂), raka (H₂O), koltvísýring (CO₂), kolmónoxíð (CO) og kolvetni (CHₓ). Súrefni og raki eru sérstaklega erfið þar sem þau eru mjög hvarfgjörn og geta leitt til óæskilegrar oxunar á hálfleiðari efni eða vinnslubúnað. Jafnvel í óvirkt gas eins og argon, þetta geta verið til staðar á snefilstigi. Sem fyrirtæki sjáum við oft beiðnir um greiningu á a fjölbreytt úrval óhreininda, þar á meðal þessar hvarfgjarnar tegundir. Til dæmis felur hæfileiki okkar í sér að framleiða flókið Gasblanda vörur, þar sem stjórna hverjum íhlut, þar á meðal hugsanlega lofttegundir óhreinindi, er í fyrirrúmi.

Óhreinindi úr málmi eru annað stórt áhyggjuefni. Þetta eru atóm málma eins og natríum (Na), kalíum (K), kalsíum (Ca), járn (Fe), kopar (Cu), nikkel (Ni), króm (Cr) og ál (Al). Þeir geta komið frá hráefnum, framleiðslutækjum (eins og leiðslum og reactors), eða jafnvel gashylki sig ef ekki er rétt meðhöndlað. Eins og fram hefur komið eru þessar óhreinindi úr málmi getur haft alvarleg áhrif á rafvirkni hálfleiðari tæki. Að greina þetta á ppb eða ppt stigi krefst mjög viðkvæmrar greiningartækni eins og Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS). Við þurfum líka að huga að agnir máli. Þetta eru örsmáar fastar eða fljótandi agnir sem eru sviflausnar í gasflæði. Þeir geta valdið líkamlegum göllum á oblátum, stíflað stúta í búnaði eða komið fyrir öðru mengunarefni. Síun er lykillinn að því að fjarlægja agnir, en eftirlit með magni þeirra er einnig hluti af alhliða gasgæði dagskrá. Sumir rafeinda sérlofttegunda eru líka ætandi lofttegundir eða eitraðar lofttegundir, sem bætir enn einu flóknu lagi við meðhöndlun þeirra og greiningu, sem tryggir að óhreinindi sniðið eykur ekki þessar hættur.

ICP-MS: Gullstaðalinn til að greina málmóhreinindi í hálfleiðaralofttegundum?

Þegar það kemur að greining á málmi óhreinindum inn ofurhreinar lofttegundir, Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, eða ICP-MS, er almennt talin leiðandi tækni. Það er öflug greiningartækni sem getur greint og magnmælt mikið úrval af frumefna óhreinindi, oft niður í ótrúlega lágt stig – hugsaðu um hluta á trilljón (ppt) eða jafnvel hluta á hverri quadrillion (ppq) fyrir suma þætti. Þessi viðkvæmni er einmitt ástæðan ICP-MS hefur orðið svo afgerandi fyrir hálfleiðari iðnaði, þar sem, eins og við höfum rætt, jafnvel smávægileg ummerki um málm óhreinindi getur verið skaðlegt vörugæði.

Hvernig virkar ICP-MS vinna töfra sína? Í einföldu máli, the sýnisgas (eða lausn sem fengin er úr gasinu) er sett í mjög heitt plasma, venjulega gert úr argon. Þetta plasma, sem nær 6.000 til 10.000°C hitastigi, er nógu orkumikið til að brjóta niður gassameindir og jóna frumeindirnar sem eru til staðar, þ.m.t. málm óhreinindi. Þessar jónir eru síðan teknar úr plasma og leiddar inn í massagreiningarmæli. Massalitrófsmælirinn virkar eins og mjög nákvæm sía sem aðskilur jónirnar út frá massa/hleðsluhlutfalli þeirra. A skynjari telur síðan jónirnar fyrir hvern tiltekinn massa, sem gerir okkur kleift að greina hvaða frumefni eru til staðar og í hvaða magni. Hæfni af ICP-MS að skanna fyrir breitt svið af málmóhreinindi í sérlofttegundum gerir það samtímis mjög skilvirkt.

Meðan ICP-MS er ótrúlega öflugt, það er ekki án áskorana, sérstaklega þegar það er að takast á við lofttegundir sem notaðar eru í hálfleiðara tilbúningur. Ein algeng nálgun er að gildra óhreinindi úr miklu magni af gasi yfir á safnmiðil eða í vökva, sem síðan er greindur með ICP-MS. Hins vegar beint bein innspýting á gasi inn í ICP-MS kerfið er líka að verða algengara fyrir ákveðin forrit, þó það krefjist sérhæfðra viðmóta. Val á aðferð fer eftir sérstökum gas óhreinindi af áhuga, fylkisgasinu og nauðsynlegu greiningarmörk. Hjá Huazhong Gas fjárfestum við mikið í háþróaða greiningarbúnaði, þar á meðal ICP-MS getu, vegna þess að við vitum að veita áreiðanlega óhreinindagreining gögn eru grundvallaratriði í því trausti sem viðskiptavinir okkar bera til okkar hár hreinleiki rafræn lofttegundir. Nákvæmnin á ICP-MS hjálpar til við að tryggja að hreinleika lofttegunda uppfyllir strangar kröfur um rafræn einkunn efni.

Af hverju er óbilandi gashreinleiki óviðræðuhæfur fyrir rafeinda- og hálfleiðaraiðnaðinn?

Þörfin fyrir óbilandi hreinleika gassins í rafeinda- og hálfleiðaraiðnaður er ekki bara val; það er grundvallarkrafa knúin áfram af eðlisfræði og hagfræði nútíma tækjaframleiðslu. Sem hálfleiðari tæki eiginleikar minnka að nanómetra mælikvarða, næmi þeirra fyrir hvers konar mengun rýkur upp úr öllu valdi. An óhreinindi sem gæti hafa verið hverfandi í eldri, stærri tækjum geta nú valdið skelfilegum bilunum í fremstu flögum. Þetta hefur bein áhrif á ávöxtunina – hlutfall góðra flísa á hverja oblátu – og jafnvel örlítið lækkun á ávöxtun getur þýtt milljónir dollara í tapuðum tekjum fyrir a. hálfleiðari framleiðanda.

Hugsaðu um flókinn arkitektúr nútíma örgjörva eða minniskubba. Það inniheldur milljarða smára, hver um sig undur smáverkfræði. Afköst þessara smára fer eftir nákvæmum rafeiginleikum hálfleiðari notuð efni, sem aftur á móti eru mjög næm fyrir óhreinindi. Til dæmis viss málm óhreinindi getur kynnt óæskilegt orkustig innan kísilbandsbilsins, sem leiðir til aukins lekastraums eða minni hreyfanleika burðarbera. Þetta þýðir hægari, óhagkvæmari eða algjörlega óvirk tæki. Gaskennt óhreinindi eins og súrefni eða raki getur leitt til myndunar óviljandi oxíðlaga, breytt filmuþykkt eða tengieiginleika sem eru mikilvægir fyrir notkun tækisins. The heild gasgæði þýðir beint til vörugæði og áreiðanleika.

Ennfremur rafeinda- og hálfleiðaraiðnaður einkennast af mjög flóknum og dýrum framleiðsluferlum. Einhleypur hálfleiðari framleiðsluverksmiðja ("fab") getur kostað milljarða dollara að byggja og útbúa. The lofttegundir notaðar eru hluti af mörgum af þessum kostnaðarsömu ferlisskrefum. Ef a sérgas er mengað af an óhreinindi, það hefur ekki bara áhrif á obláturnar sem eru í vinnslu; það getur líka mengað dýran vinnslubúnaðinn sjálfan. Þetta getur leitt til lengri niður í miðbæ fyrir þrif og endurhæfingu, aukið enn á kostnað og truflað framleiðsluáætlanir – mikill sársauki fyrir einhvern eins og Mark Shen, sem treystir á tímanlega afhendingu til að mæta kröfum viðskiptavina sinna. Þess vegna er tryggt að hreinleika rafeinda sérlofttegunda í gegnum strangt óhreinindagreining er mikilvæg stefna til að draga úr áhættu fyrir alla aðfangakeðjuna. Áherslan á háhreinar lofttegundir er linnulaus vegna þess að í húfi er ótrúlega mikil.

Hvaða lykiláskoranir stöndum við frammi fyrir við greiningu á málmóhreinindum í sérstökum lofttegundum?

Að greina málm óhreinindi inn sérstakar lofttegundir, sérstaklega þau sem notuð eru í hálfleiðari iðnaður, býður upp á einstaka áskoranir. Aðalerfiðleikarnir stafa af mjög lágum styrk sem þessir óhreinindi getur verið vandamál - oft á bilinu hlutar á milljarð (ppb) eða jafnvel hlutar á trilljón (ppt). Til að greina og mæla nákvæmlega svona smá magn þarf ekki aðeins mjög viðkvæman greiningarbúnað eins og ICP-MS en einnig einstaklega hreint greiningarumhverfi og nákvæmar samskiptareglur um meðhöndlun sýna til að forðast að kynna utanaðkomandi mengun.

Ein mikilvæg áskorun er sýnishorn. Margir sérlofttegundir notaðar inn rafeindatækni eru mjög hvarfgjarnir, ætandi eða jafnvel pyrophoric (kveikja sjálfkrafa í lofti). Flutningur þessara á öruggan og áhrifaríkan hátt lofttegundir inn í greiningartæki eins og ICP-MS án þess að breyta sýnisgas eða að menga tækið krefst sérhæfðra viðmóta og meðhöndlunarferla. Til dæmis að sprauta beint a ætandi gas eins og vetnisklóríð (HCl) í staðal ICP-MS kerfið gæti skaðað það verulega. Þess vegna, óbeinar aðferðir, eins og impinger gildrun (bubba gasið í gegnum vökva til að fanga óhreinindi) eða kryógenísk gildra, eru oft notuð. Hins vegar geta þessar aðferðir kynnt eigin hugsanlegar uppsprettur þeirra mengun eða tap á greiniefni ef það er ekki framkvæmt fullkomlega. Valið á flutningsgas fyrir þynningu, ef þörf krefur, verður einnig að vera óaðfinnanleg hreinleika.

Önnur áskorun er "fylkisáhrifin." Megnið gasi sjálft (t.d. argon, köfnunarefni, vetni) geta truflað greiningu á snefil óhreinindi. Til dæmis, í ICP-MS, plasma sem myndast úr lausu gasi geta búið til fjölatómar jónir sem hafa sama massa-til-hleðslu hlutfall og sumt skotmark málm óhreinindi, sem leiðir til rangra jákvæðra eða ónákvæmrar magngreiningar. Sérfræðingar verða að nota tækni eins og árekstra/viðbragðsfrumur í ICP-MS eða háupplausnarmassagreiningu til að sigrast á þessum litrófstruflunum. Ennfremur kvörðunarstaðlarnir sem notaðir eru við magngreiningu óhreinindi úr málmi verður að vera mjög nákvæm og rekjanleg og allt greiningarferlið verður að vera fullgilt til að tryggja áreiðanleika óhreinindagreining niðurstöður. Við, sem birgir, höfum einnig áhyggjur af heilindum gashylki og möguleika þeirra til að leggja sitt af mörkum málm óhreinindi með tímanum, sem krefst viðvarandi gæðaeftirlits.

Getur notkun gasskiptabúnaðar aukið nákvæmni mælinga á snefilóhreinindum?

Já, með því að nota gasskiptitæki getur sannarlega gegnt mikilvægu hlutverki við að auka nákvæmni mælingar á snefilóhreinindum, sérstaklega þegar þú ert að takast á við krefjandi gasi fylki eða þegar stefnt er að ofurlágt greiningarmörk. A gasskiptatæki, stundum nefnt fylkisútrýmingarkerfi, virkar í meginatriðum með því að fjarlægja magnið af vali gasi (Aðalþátturinn í sýnisgas) meðan þú einbeitir þér snefil óhreinindi af áhuga. Þetta forstyrkingarskref getur verulega bætt næmni síðari greiningaraðferða eins og ICP-MS eða gasskiljun kerfi.

Meginreglan á bak við marga gasskiptatæki felur í sér hálfgegndræpa himnu eða sértækt aðsogs-/afsogskerfi. Til dæmis er hægt að nota palladíumhimnu til að fjarlægja vetni úr a gasblöndu, leyfa öðrum óhreinindi í lofttegundum að vera einbeitt og flutt til a skynjari. Á sama hátt geta sérstök aðsogsefni fangað ákveðin óhreinindi frá flæðandi gasi straumur, sem síðan er hægt að hitauppleysta í minna rúmmáli hreins flutningsgas til greiningar. Með því að minnka magn af lausu gasi að ná til skynjari, þessi tæki lágmarka fylkistruflun, lækka bakgrunnshljóð og auka í raun merki/suð hlutfall fyrir markið snefil óhreinindi. Þetta getur leitt til lækkunar greiningarmörk.

Ávinningurinn af með því að nota gasskiptitæki eru sérstaklega áberandi þegar verið er að greina óhreinindi í rafrænum lofttegundir sem erfitt er að meðhöndla beint eða valda verulegum truflunum á greiningartækjum. Til dæmis, þegar reynt er að mæla snefilsúrefni eða raka í mjög hvarfgjarnri sérgas, a gasskiptatæki gæti hugsanlega aðskilið þetta óhreinindi í góðkynja flutningsgas eins og argon eða helíum áður en þeir ná til skynjari. Þetta bætir ekki aðeins nákvæmni heldur getur einnig verndað viðkvæma greiningarhluta. Sem framleiðandi á 99,999% Hreinleiki 50L strokka Xenon gas, við skiljum gildi slíkrar háþróaðrar tækni við að sannreyna hið óvenjulega hreinleika af sjaldgæfum og sérstakar lofttegundir. Þessi tækni hjálpar til við hið mikilvæga gashreinsun og sannprófunarstigum.

Mikilvægi hlekkurinn: Óhreinindagreining í lofttegundum sem notuð eru beint í hálfleiðaraframleiðslu.

The lofttegundir sem notaðar eru beint í hálfleiðaraframleiðslu eru lífæð framleiðsluferlisins. Þar á meðal eru ekki bara magn lofttegunda eins og köfnunarefni og argon, en einnig mikið úrval af rafeinda sérlofttegunda svo sem epitaxial lofttegundir (t.d. sílan, þýtt til að vaxa kristallög), ætingarlofttegundir (t.d. NF₃, SF₆, Cl₂ fyrir mynstur), jónaígræðslulofttegundir (t.d. arsín, fosfín, bórtríflúoríð til lyfjanotkunar) og útfellingarlofttegundir. Fyrir hvern þessara lofttegunda sem krafist er, stig og gerð ásættanlegs óhreinindi eru stranglega skilgreindar vegna þess að hvers kyns frávik geta beint þýtt í galla á hálfleiðari obláta. Þetta gerir óhreinindagreining fyrir þessar vinna lofttegundir algerlega mikilvægt gæðaeftirlitsskref.

Lítum á útfellingu þunns kísildíoxíðlags, sem er algengur einangrunarefni í smára. Ef súrefnið gas er notað fyrir þetta ferli inniheldur kolvetni óhreinindi, kolefni er hægt að fella inn í oxíðlagið, sem rýrir einangrunareiginleika þess og getur hugsanlega leitt til bilunar í tækinu. Á sama hátt, ef æting gasi inniheldur óvænt óhreinindi, gæti það breytt ætunarhraðanum eða valvirkni, sem leiðir til eiginleika sem eru of stórir, of litlir eða rangt lagaðir. Jafnvel an óhreinindi í an óvirkt gas eins og Argon gashylki sem notað er til sputtering er hægt að flytja yfir á flöt yfirborðsins, sem hefur áhrif á kvikmyndagæði. Áhrif an óhreinindi er oft ferlisértæk, sem þýðir an óhreinindi þolað í einu skrefi gæti verið mikilvægt mengunarefni í öðru.

Þessi mikilvæga hlekkur krefst alhliða nálgun við óhreinindagreining. Þetta snýst ekki bara um að athuga lokaafurðina; það felur í sér eftirlit með hráefnum, straumum í vinnslu og endanlega gasi hreinsunarstigum. Fyrir hálfleiðara sérgrein lofttegundir, upplýsingarnar fyrir óhreinindi í hálfleiðurum forrit eru oft mjög þétt og þrýsta á mörk greiningargreiningar. Við vinnum náið með viðskiptavinum okkar í hálfleiðara og rafeindatækni sviði til að skilja sérstakt þeirra óhreinindi næmi fyrir mismunandi lofttegundir og gasblöndur. Þessi samstarfsaðferð hjálpar til við að tryggja að hreinar sérlofttegundir við framboð uppfyllir stöðugt krefjandi kröfur háþróaðrar framleiðsluferla þeirra. Áskorunin felst í því að greina a fjölbreytt úrval óhreininda á sífellt lækkandi stigum.

Beyond the Lab: Bestu starfsvenjur til að meðhöndla háhreinar hálfleiðaralofttegundir til að koma í veg fyrir mengun.

Að tryggja að hreinleika rafeinda sérlofttegunda endar ekki þegar gasi yfirgefur framleiðslustöð okkar. Að viðhalda því hreinleika alla leið að notkunarstað í a hálfleiðari fab krefst nákvæmrar athygli við meðhöndlun, geymslu og dreifingu. Jafnvel sú hæsta hreint gas getur mengast ef ekki er meðhöndlað á réttan hátt. Hjá Huazhong Gas einbeitum við okkur ekki aðeins að framleiðslu háhreinar lofttegundir en einnig ráðleggja viðskiptavinum okkar um bestu starfsvenjur til að koma í veg fyrir downstream mengun.

Helstu bestu starfsvenjur eru:

• Íhlutaval: Allir íhlutir í gasflutningskerfinu - þar á meðal gashylki, þrýstijafnarar, lokar, slöngur og festingar – verða að vera úr viðeigandi efnum (t.d. rafslípuðu ryðfríu stáli) og vera sérstaklega hreinsuð og vottuð fyrir ofurmikill hreinleiki (UHP) þjónustu. Notkun á röngum efnum getur leitt til losunar á gasi óhreinindi eða a málm óhreinindi útskolun inn í gasflæði.
• Kerfisheilleiki: Gasflutningskerfið verður að vera lekaþétt. Jafnvel lítill leki getur leyft andrúmslofti mengunarefni eins og súrefni, raki og agnir máli að komast inn í kerfið, málamiðlun hreinleika gassins. Regluleg lekaskoðun er nauðsynleg.
• Hreinsunaraðferðir: Réttar hreinsunaraðferðir eru mikilvægar í hvert sinn sem tenging er gerð eða skipt er um strokk. Þetta felur í sér að skola línurnar með a óvirkt gas með miklum hreinleika (eins og argon eða köfnunarefni) til að fjarlægja allt loft sem er innilokað eða óhreinindi. Ófullnægjandi hreinsun er algeng uppspretta mengun. Við mælum oft með sjálfvirkum hreinsunarspjöldum til að tryggja samræmi.
• Sérstakur búnaður: Notkun sérstakra eftirlitsstofnana og línur fyrir sérstakar lofttegundir eða fjölskyldur af lofttegundir getur komið í veg fyrir krossmengun. Þetta er sérstaklega mikilvægt þegar skipt er á milli óvirkt gas og hvarfgjarn eða ætandi gas.
• Meðhöndlun strokka: Gaskútar ætti að meðhöndla með varúð til að forðast skemmdir. Þeir ættu að vera geymdir á afmörkuðum, vel loftræstum svæðum og "fyrstur inn, fyrstur út" birgðastjórnun ætti að vera stunduð. Notar hollur raki og súrefni greiningartæki á mikilvægum stöðum geta einnig hjálpað til við að fylgjast með innkomu þessara algengu óhreinindi.

Fyrir viðskiptavini eins og Mark Shen, sem eru að útvega gas til endursölu eða til notkunar í framleiðslu, er mikilvægt að skilja þessar meðhöndlunaraðferðir til að viðhalda vörugæði þeir lofa eigin viðskiptavinum sínum. Það er sameiginleg ábyrgð. Við tryggjum okkar Vetnishylki vörur, til dæmis, eru fylltar og viðhaldið til að koma í veg fyrir óhreinindi inngöngu, en kerfi notandans gegnir ekki síður mikilvægu hlutverki. Baráttan gegn óhreinindi er stöðugt átak frá framleiðslu til notkunar.

Horfa inn í kristalskúluna: Hvaða framtíðarnýjungum getum við búist við í óhreinindagreiningu fyrir rafrænar gastegundir?

Leitin að sífellt hærra hreinleika inn rafrænar gastegundir og viðkvæmari óhreinindagreining aðferðir er samfellt ferðalag, knúið áfram af stanslausum hraða nýsköpunar í hálfleiðari iðnaði. Eftir því sem eiginleikar tækisins skreppa lengra inn í undir-10 nanómetra sviðið og ný efni og arkitektúr koma fram (eins og 3D NAND og Gate-All-Around smári), áhrifin af enn daufari snefil óhreinindi verður áberandi. Þetta mun krefjast frekari framfara í báðum gashreinsun tækni og óhreinindagreining getu.

Við getum gert ráð fyrir nokkrum straumum:

• Neðri greiningarmörk: Greiningartækni eins og ICP-MS, Gasskiljun-Mass Litrófsgreining (GC-MS) og Cavity Ring-Down Spectroscopy (CRDS) munu halda áfram að þróast og ýta undir greiningarmörk fyrir breiðari úrval óhreininda niður í eins tölustafa ppt stig eða jafnvel inn á ppq lénið. Þetta mun krefjast nýjunga í jónagjöfum, massagreiningartækjum og skynjari tækni.
• Vöktun á staðnum og rauntíma: Það er vaxandi eftirspurn eftir greiningarkerfum sem geta fylgst með hreinleika gassins í rauntíma, beint á notkunarstað innan hálfleiðari fab. Þetta gerir kleift að greina strax hvaða mengun atburðir eða rekur inn óhreinindi stigum, sem gerir hraðari úrbótaaðgerðir kleift og lágmarkar vörutap. Smávægilegir skynjarar og háþróuð efnafræðileg reiknirit munu gegna lykilhlutverki hér.
• Greining á flóknum gasblöndum: Framtíð hálfleiðari ferli geta falið í sér flóknari gasblöndur með mörgum hvarfgjarnum íhlutum. Að greina óhreinindi í slíkum krefjandi fylkjum mun þurfa nýjar greiningaraðferðir og háþróuð gagnatúlkunartæki. Hæfni til að mæla an óhreinindi í einum íhlut án truflana frá öðrum mun skipta sköpum.
• Einbeittu þér að "Killer" óhreinindum: Rannsóknir munu halda áfram að greina sérstakar óhreinindi í hálfleiðurum vinnslu sem hefur óhóflega mikil áhrif á afköst tækisins eða afrakstur, jafnvel við mjög lágt magn. Greiningaraðferðir verða markvissari að þessum „morðingja“ óhreinindi.
• Gagnagreining og gervigreind: Mikið magn af gögnum sem þróast óhreinindagreining kerfi verða nýtt með gervigreind og vélanámi til að bera kennsl á þróun, spá fyrir um möguleika mengun mál, og hagræða gashreinsun ferlum. Þetta getur hjálpað til við fyrirbyggjandi gæðaeftirlit frekar en viðbragðslausn vandamála.

Við hjá Huazhong Gas erum staðráðin í að vera í fararbroddi þessarar þróunar. Við fjárfestum stöðugt í rannsóknum og þróun, í samstarfi við samstarfsaðila iðnaðarins og akademískar stofnanir til að efla vísindin um háhreint gas framleiðslu og óhreinindagreining. Fyrir viðskiptavini okkar, þar á meðal þá sem eru jafn gæðameðvitaðir og Mark Shen, þýðir þetta áreiðanlegt framboð af rafeinda sérlofttegunda sem mæta vaxandi þörfum rafeinda- og hálfleiðaraiðnaður. Úrval okkar af Helíum, þekkt fyrir tregðu sína og notkun í sérhæfðum forritum, nýtur einnig góðs af þessari háþróuðu greiningarskoðun til að tryggja lágmarks óhreinindi stigum.

Helstu atriði til að muna:

• Rafræn sérlofttegund eru grundvallaratriði í hálfleiðaraframleiðsla, og þeirra hreinleika er ekki samningsatriði.
• Jafnvel snefil óhreinindi, mælt í ppb eða ppt, getur valdið verulegum göllum og tapi á ávöxtun í hálfleiðari tæki.
• Algengt óhreinindi í lofttegundum innihalda aðrar lofttegundir (eins og O₂, H₂O), málm óhreinindi, og agnir máli.
• ICP-MS er hornsteinn tkni til a greina a fjölbreytt úrval óhreininda, sérstaklega málm óhreinindi, á mjög lágu magni.
• Viðhald hreinleika gassins krefst nákvæmrar meðhöndlunar og kerfisheilleika frá gashylki til notkunar til að koma í veg fyrir mengun.
• Framtíðin mun sjá enn lægra greiningarmörk, rauntíma eftirlit og gervigreindardrifið óhreinindagreining fyrir rafræn einkunn lofttegundir.
• Að stjórna öllum möguleikum óhreinindi er mikilvægt til að tryggja vörugæði og áreiðanleika nútímans rafeindatækni.