Ευαισθησία της παραγωγικής διαδικασίας
Απαιτήσεις καθαρισμού ακριβείας
Η κατασκευή ημιαγωγών περιλαμβάνει κρίσιμες διεργασίες όπως η φωτοθεογραφία, η χάραξη και η εναπόθεση. Το υπερβολικό νερό χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των σωματιδίων, των μεταλλικών ιόντων και της οργανικής ύλης που παραμένει στην επιφάνεια του δίσκου. Οποιεσδήποτε ακαθαρσίες ιχνοστοιχείων μπορούν να προκαλέσουν σορτς κυκλώματος ή βλάβη της συσκευής.
With chip line widths reaching the nanometer scale (e.g., the 3nm node), a single particle (>10nm) σε νερό μπορεί να βλάψει τις δομές κυκλώματος, με αποτέλεσμα τη μείωση της απόδοσης.
Παρεμβολή χημικής αντίδρασης
Τα μεταλλικά ιόντα (όπως Fe₃⁺ και Cu₂⁺) στο νερό μπορούν να αντιδράσουν χημικά με υλικά ημιαγωγών, σχηματίζοντας μη αναστρέψιμη μόλυνση μετάλλων και επηρεάζοντας την απόδοση της διασταύρωσης P-.
Ορισμένα στοιχεία όπως το βόριο (Β) και το πυρίτιο (Sio₂) μπορούν να μεταβάλλουν τις επιφανειακές ιδιότητες, οδηγώντας σε αποκλίσεις ακρίβειας λιθογραφίας ή στον σχηματισμό ελαττωμάτων σημείου νερού.
Επηρεάζοντας τους παράγοντες και τις συνέπειες
- Σωματίδια βακτηρίδια
Τα σωματίδια βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν ανοικτά ή βραχυκυκλώματα κατά τη διάρκεια της οξείδωσης, της διάχυσης, της εναπόθεσης και της μεταλλοποίησης. Υψηλή - Οι διεργασίες θερμοκρασίας μπορούν να αποικοδομήσουν τα χαρακτηριστικά της διασταύρωσης του πυριτίου PN, οδηγώντας σε ελαττώματα φωτοδιαθεογραφίας, σχηματισμό πύργου και κακή πρόσφυση φωτοανέκτων. Τα νεκρά βακτήρια είναι σωματίδια, ενώ τα ζωντανά βακτήρια προσκολλώνται εύκολα στο τσιπ, η απόδοση της συσκευής υποβάθμισης. Επιπλέον, η τέφρα των μυκήτων περιέχει διάφορα ιχνοστοιχεία. Σε υψηλές θερμοκρασίες, αυτά τα μέταλλα μπορούν να διαχέονται στο κρύσταλλο τσιπ, επηρεάζοντας τα χαρακτηριστικά διασταύρωσης του πλακιδίου πυριτίου PN. Οι Cocci είναι συνήθως 1-2 μm πλάτους, ενώ τα βακίλλια έχουν μήκος 1-4 μm και πλάτος 0,5 μm.
- Πυρίτιο/βόριο
Μειωμένη απόδοση τσιπ.
- Αλκαλικά μέταλλα, μέταλλα αλκαλικής γης και βαριά μέταλλα
Αυτά μπορούν να προκαλέσουν ελαττώματα διασταύρωσης προϊόντων και να υποβαθμίσουν την τάση διηλεκτρικής κατάρρευσης της μεμβράνης οξειδίου της πύλης, οδηγώντας σε διαρροή και διάσπαση. Αλκαλικά μέταλλα (λίθιο, νάτριο, κάλιο, ρουβιδίου, καισίου και francium, στοιχεία ομάδας ΙΑ στον περιοδικό πίνακα). Τα μέταλλα αλκαλικής γης (στοιχεία της ομάδας ΙΙΑ στον περιοδικό πίνακα, συμπεριλαμβανομένων έξι μετάλλων όπως το βηρυλλιο, το μαγνήσιο και το θόριο). Τα βαρέα μέταλλα (μέταλλα με ειδικό βαρύτητα μεγαλύτερη από 5, περίπου 45 από τα οποία περιλαμβάνουν χαλκό, μόλυβδο, ψευδαργύρου, σίδηρο, κοβάλτιο, νικέλιο, μαγγάνιο, κάδμιο, υδράργυρο, βολφράμιο, μολυβδαίνιο, χρυσό και ασήμι).
- Διαλυμένο οξυγόνο
Προωθεί τον πρόωρο σχηματισμό ενός μεμβράνης οξειδίου στην επιφάνεια των πλακών πυριτίου. Έχει αναφερθεί ότι ακόμη και το οξυγόνο που διαλύεται στο νερό μπορεί να επηρεάσει την απόδοση του καθαρισμού.
- Κηλίδα
Αυτό μπορεί να προκαλέσει την επιδείνωση της διηλεκτρικής κατάρρευσης της μεμβράνης οξειδίου της πύλης, υποβαθμίζοντας την ηλεκτρική απόδοση των συσκευών ισχύος. Το κολλοειδές TOC έχει τα χαρακτηριστικά των σωματιδίων. Ο άνθρακας στο TOC επηρεάζει επίσης τα χαρακτηριστικά των συσκευών ημιαγωγών.
- Μεταλλικός ιόντων
Επηρεάζουν τα αντίστροφα χαρακτηριστικά διάσπασης της διασταύρωσης PN, αυξάνοντας το ρεύμα διαρροής.
Σχετικά πρότυπα ποιότητας νερού
Αντίσταση και έλεγχος ιόντων
Η υπερηχής αντίσταση νερού πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 18,2 MΩ · cm (σε 25 βαθμούς) για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν ελεύθερα ιόντα να παρεμβαίνουν στην ηλεκτρική απόδοση.
Η περιεκτικότητα σε μεταλλικά ιόντα (π.χ. Fe, Cu) πρέπει να είναι κάτω από 0,001 ppm και η περιεκτικότητα σε πυρίτιο πρέπει να είναι μικρότερη ή ίση με 0,005 ppm για να αποφευχθεί η μόλυνση των ιζημάτων.
Οργανική ύλη και μικροβιακά όρια
Ο συνολικός οργανικός άνθρακας (TOC) πρέπει να είναι μικρότερος ή ίσος με 0,5 ppb για να αποτρέψει την οργανική ύλη από την ανθρακική και τη διαμόρφωση αγώγιμων σωματιδίων κατά τη διάρκεια των υψηλών διεργασιών θερμοκρασίας-.
Απαιτείται αυστηρή αποστείρωση (βακτηριακή περιεκτικότητα σε μικρότερη ή ίση με 1 CFU/L) για την εξάλειψη του κινδύνου μόλυνσης από βιοφίλμ σε καθαριστικά.
Πρόεδροι οδηγοί οικονομικών και τεχνολογίας
Απόδοση - συσχέτιση κόστους
Ένα ενιαίο δίσκο μπορεί να κοστίσει δεκάδες χιλιάδες δολάρια και οι απώλειες απόδοσης που προκαλούνται από ελαττώματα ποιότητας νερού μπορεί να οδηγήσει σε εκατομμύρια δολάρια σε οικονομικές απώλειες.
Οι κορυφαίοι διεθνείς κατασκευαστές (όπως η TSMC και η Samsung) έχουν ενσωματώσει εξαιρετικά ποιοτικό έλεγχο της ποιότητας των υδάτων στις μετρήσεις απόδοσης της αλυσίδας εφοδιασμού.
Η κινητήρια δύναμη πίσω από την επανάληψη της διαδικασίας
Οι προηγμένες διεργασίες (όπως τα τρανζίστορ GAA και η λιθογραφία EUV) έχουν χαμηλότερη ανοχή στην ακαθαρσία, οδηγώντας τη συνεχή αναβάθμιση των εξαιρετικά πρότυπων νερού (όπως το ASTM- D5127).
Η τεχνολογία συσκευασίας 3D απαιτεί ακόμη υψηλότερη - καθαρότητα νερού για τον καθαρισμό πολλαπλών δομών - στρώματος, αυξάνοντας εκθετικά τον κίνδυνο υπολειμμάτων ακαθαρσίας.
Μέσω του αυστηρού πολλαπλού - διαστάσεων ελέγχου, το υπερφυσικό νερό έχει γίνει ένας πυρήνας "πρώτης ύλης" στην κατασκευή ημιαγωγών και η ποιότητά του καθορίζει άμεσα την απόδοση των τσιπ και την ανταγωνιστικότητα της βιομηχανίας.