نشر الغازات فوق النقاء في تصنيع الرقائق!

الغازات ذات النقاء الفائق ضرورية في جميع مراحل سلسلة إمدادات شرائح الدوائر المتكاملة. في الواقع، بالنسبة لمصنع نموذجي، تُعتبر الغازات النقية التكلفة المادية الأكبر بعد السيليكون نفسه. وفي أعقاب نقص الرقائق عالميًا، تتوسع الصناعة بشكل أسرع من أي وقت مضى - ويزداد الطلب على الغازات النقية.

الغازات الشائعة المستخدمة في تصنيع شرائح الدوائر المتكاملة هي النيتروجين، الهيليوم، الهيدروجين والأرجون.

النيتروجين

يشكل النيتروجين 78٪ من غلافنا الجوي وهو متاح بكثرة. كما أنه غير نشط كيميائيًا وغير موصل للتيار الكهربائي. ولذلك، تم استخدام النيتروجين في عدد من الصناعات كغاز خامل اقتصادي.

تعتبر صناعة شرائح الدوائر المتكاملة واحدة من أكبر مستهلكي النيتروجين. من المتوقع أن يستخدم مصنع حديث لتصنيع شرائح الدوائر المتكاملة ما يصل إلى 50,000 متر مكعب من النيتروجين في الساعة. في تصنيع شرائح الدوائر المتكاملة، يعمل النيتروجين كغاز عام لجعل البيئة خاملة وإزالة الهواء، مما يحمي الشرائح الحساسة من السيليكون من الأكسجين التفاعلي والرطوبة في الهواء.

هيليوم

الهيليوم هو غاز خامل. وهذا يعني أن، مثل النيتروجين، الهيليوم كيميائياً خامل - ولكنه يمتلك أيضاً ميزة إضافية وهي التوصيل الحراري العالي. هذا مفيد بشكل خاص في تصنيع شرائح الكمبيوتر، حيث يسمح له بتحويل الحرارة بفعالية عن العمليات ذات الطاقة العالية وحماية هذه العمليات من الأضرار الحرارية والتفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها.

هيدروجين

يُستخدم الهيدروجين على نطاق واسع في عملية تصنيع الإلكترونيات، ولا استثناء في إنتاج الشريحة الدقيقة. وبشكل خاص، يتم استخدام الهيدروجين للآتي:

التلدين: يتم تسخين الشرائح السيليكونية عادة إلى درجات حرارة عالية وتبريدها ببطء لإصلاح (تلدين) البنية البلورية. يستخدم الهيدروجين لنقل الحرارة بالتساوي إلى الشريحة ومساعدتها في إعادة بناء البنية البلورية.

الإبيتaxy: يتم استخدام الهيدروجين ذو النقاء الفائق كعامل تقليل في إيداع المواد شبه الموصلة بطريقة الإبيتaxy مثل السيليكون والجيرمانيوم.

الترسيب: يمكن تلقيم الهيدروجين في أفلام السيليكون لجعل بنية ذراتها أكثر اضطرابًا، مما يساعد على زيادة المقاومة.

تنظيف البلازما: بلازما الهيدروجين فعالة بشكل خاص في إزالة تلوث القصدير من مصادر الضوء المستخدمة في الليثوغرافيا فوق البنفسجية.

أرجون

الأرجون هو غاز نبيل آخر، لذلك فإنه يظهر نفس درجة الانخفاض في التفاعل مثل النيتروجين والهيليوم. ومع ذلك، فإن الطاقة المنخفضة لإيونات الأرجون تجعله مفيدًا في التطبيقات شبه الموصلة. بسبب سهولة إيوناته النسبية، يتم استخدام الأرجون عادةً كغاز البلازما الأساسي لتفاعلات الحفر والترسيب في تصنيع الدوائر المتكاملة. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام الأرجون في ليزر الإكسيمر لليثوغرافيا فوق البنفسجية.

لماذا يهم النقاء

عادةً، تم تحقيق التقدم في تقنية شبه الموصلات من خلال تقليل الحجم، ويتميز الجيل الجديد من تقنية شبه الموصلات بحجوم خواص أصغر. وهذا يوفر فوائد متعددة: عدد أكبر من الترانزستورات في حجم معين، تحسين التيارات، استهلاك أقل للطاقة والتبديل الأسرع.

ومع ذلك، مع انخفاض الحجم النقدي، تصبح أجهزة شبه الموصلات أكثر تعقيدًا. في عالم يكون فيه موقع الذرات الفردية مهمًا، تكون حدود تحمل العيوب ضيقة جدًا. نتيجة لذلك، تتطلب العمليات الحديثة لتقنية شبه الموصلات غازات عملية ذات نقاء عالٍ قدر الإمكان.

WOFLY هي شركة متخصصة في هندسة أنظمة تطبيقات الغاز: نظام الغاز الخاص الإلكتروني، نظام دوائر الغاز المختبرية، نظام التوريد المركزي للغاز الصناعي، نظام الغاز (السائل) الضخم، نظام الأنابيب الثانوية للغاز عالي النقاء والغازات الخاصة بالعمليات، نظام نقل الكيميائيات، ونظام المياه النقية. توفر الشركة مجموعة كاملة من الخدمات الهندسية والتقنية والمنتجات المرتبطة بها، بدءًا من الاستشارات الفنية، والتخطيط الشامل، وتصميم النظام، واختيار المعدات، وتصنيع المكونات المسبقة، وتركيب المشروع وتنفيذه في الموقع، واختبار النظام الشامل، والصيانة، وغيرها من المنتجات الداعمة بشكل متكامل.