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半導體制造離不開高精度測量和控制

點擊次數:1274 發布時間:2021/5/31
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半導(dao)體(ti)(ti)是(shi)現代技(ji)術的(de)(de)重要組(zu)成(cheng)部(bu)分,從智能(neng)手(shou)機(ji)、電(dian)(dian)(dian)(dian)腦到(dao)洗衣機(ji),幾乎每(mei)一種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)子設備都(dou)有(you)(you)半導(dao)體(ti)(ti)。它們的(de)(de)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)力介于導(dao)體(ti)(ti)和絕緣體(ti)(ti)之(zhi)間(jian),半導(dao)體(ti)(ti)有(you)(you)一個(ge)重要的(de)(de)性(xing)(xing)質,如(ru)果在(zai)純(chun)凈的(de)(de)半導(dao)體(ti)(ti)物質中適當地摻入(ru)微量雜質其(qi)(qi)導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)力將(jiang)會(hui)成(cheng)百萬倍(bei)地增加。例如(ru),硅是(shi)最chang用的(de)(de)半導(dao)體(ti)(ti)材料,只要摻有(you)(you)0.0001%的(de)(de)硼,就可(ke)以將(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)率(lv)提高一千(qian)倍(bei)。這種(zhong)可(ke)操控性(xing)(xing)及其(qi)(qi)*的(de)(de)特性(xing)(xing)使半導(dao)體(ti)(ti)成(cheng)為集成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)路的(de)(de)關鍵組(zu)成(cheng)部(bu)分,這在(zai)大(da)多數電(dian)(dian)(dian)(dian)子系(xi)統中是(shi)如(ru)此。

 

著(zhu)名的摩爾定律(lv)揭示集成電(dian)路(lu)上(shang)可以容(rong)納的晶體管數(shu)目(mu)在(zai)大約每(mei)2年(nian)便(bian)會(hui)增(zeng)加一倍。雖然隨著(zhu)國(guo)際半(ban)導體的技術發展路(lu)線圖的更新,這一趨勢(shi)現在(zai)開始放緩,摩爾定律(lv)逐漸失效,但它仍然是(shi)半(ban)導體行(xing)業(ye)快速增(zeng)長和發展的強大驅動力。

 

半導體工藝的液體控制

高精(jing)du的流量(liang)(liang)測量(liang)(liang)和(he)控(kong)制(zhi)(zhi)是(shi)許多(duo)半導(dao)體制(zhi)(zhi)造技術的關鍵。科里奧(ao)利(li)質量(liang)(liang)流量(liang)(liang)計和(he)控(kong)制(zhi)(zhi)器(qi)是(shi)小流量(liang)(liang)液體應用的理想(xiang)選擇,因具(ju)有多(duo)種優點(dian),使其成為半導(dao)體工藝的理想(xiang)選擇。

 

在本文中,我們將(jiang)簡要討論半導體行(xing)業(ye)并講述科里奧利質量流(liu)量控(kong)制技術的作(zuo)用。

 

半導(dao)體制造涉及大量的(de)加(jia)(jia)工技術。對于集成電路芯(xin)片,將一個圓柱形的(de)晶錠切成薄片,進行清洗和(he)(he)拋光,然后(hou)再進行各種加(jia)(jia)法(fa)和(he)(he)減法(fa)處理步驟(zou)。其中一個關鍵步驟(zou),是半導(dao)體工業(ye)中應(ying)用最為廣泛的(de)一種叫做化學氣相沉(chen)積(CVD)的(de)技術。

 CVD 

/化學氣相沉積/

 

化學(xue)氣相沉(chen)積法是傳統(tong)的(de)(de)制(zhi)(zhi)備薄膜的(de)(de)技術(shu),指化學(xue)氣體或蒸汽在基質表面反(fan)應(ying)合成(cheng)涂層或納米材料的(de)(de)方法,是半導(dao)體工業中應(ying)用(yong)(yong)最(zui)為廣泛的(de)(de)用(yong)(yong)來沉(chen)積多種(zhong)材料的(de)(de)技術(shu)。在集成(cheng)電路(lu)的(de)(de)制(zhi)(zhi)造過程(cheng)中,襯底通常為硅片(pian)。CVD能夠創造高阻隔膜,非常適用(yong)(yong)于(yu)具(ju)有復(fu)雜幾何形狀(zhuang)的(de)(de)集成(cheng)電路(lu)。

這個過程可以簡單地用幾個步(bu)驟來描(miao)述:

 

-襯(chen)底(di)(在(zai)這(zhe)種情況下(xia)是硅(gui)片)被裝入真空室。

-使用質量流量控制器(qi)將qian qu物精(jing)que地從儲罐流向汽(qi)化區(qu)域(yu)。

-通過增加熱量和/或降低壓力而汽化xian驅物

-氣態的前(qian)驅物進入真空(kong)室(shi),并反應形成(cheng)聚合物沉(chen)積在基材表(biao)面。

-所(suo)有揮發性的副產物通過腔室橫向氣流排出。

科里(li)奧利流(liu)量控制器在(zai)CVD中的作用:

 

CVD是高精du過程,制備薄膜過程主要包含三個重要的影響因素:襯底、前驅物和生長條件。前驅物和生長條件都離不開精que的流量控制,ALICAT低流量耐(nai)高壓不受流體成分約束(shu)的科里奧利高精du控制技術是控制液體前驅物的理想選擇。科里奧利的工作原理確保了無論流體性質和成分如何,能精que測量流量,這意味著即使液體前驅物發生變化,也無需重新校準精確度不受溫度和壓力變化而產生影響。此外,減少必要的年度校準意味著停機時間少和長期擁有成本少。并且,科里奧利儀表不光可用于控制液體,還可以用于氣體

 ALD 

/原(yuan)子層沉積/

 

上(shang)述(shu)優點使科里奧利(li)流量(liang)控制(zhi)器(qi)也成為其他半導(dao)體制(zhi)造工藝的(de)(de)有吸引力的(de)(de)選擇。例如(ru),原子層沉積(ji)(ALD)同樣有需要精(jing)que控制(zhi)液體前驅物的(de)(de)過(guo)程。

 

半導體制造的(de)另一(yi)個關(guan)鍵過程是(shi)在將圓(yuan)柱(zhu)形晶(jing)錠采用機械(xie)刀(dao)片(pian)進行切割,切成一(yi)片(pian)一(yi)片(pian)的(de)圓(yuan)盤狀,便成了晶(jing)圓(yuan)。切割后需對其進行清洗(xi),一(yi)種新的(de)晶(jing)圓(yuan)清洗(xi)方法是(shi)使(shi)用超臨界CO2,它具有特殊的(de)特性,可(ke)以有效清潔深溝槽和去除殘(can)留物。超臨界CO2既(ji)不是(shi)液體也不是(shi)氣體,而科里奧利流(liu)量計非常適合這一(yi)工藝流(liu)程。

Alicat CODA系列科里奧利儀表抗干擾性強,對周邊的振動和干擾不敏感,這點更是為半導體先進過程控制的高要求提供了有力保障。

 

有趣的事實: CVD作為一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)有效的材(cai)料(liao)(liao)表而改(gai)性方法,在(zai)很(hen)多領域(yu)得(de)到應用(yong),它(ta)(ta)提高了材(cai)料(liao)(liao)的使用(yong)壽(shou)命,節省了大量的材(cai)料(liao)(liao),為社會帶來了顯(xian)著的經(jing)濟效益(yi)。CVD涂層不僅用(yong)于半導體行業,例(li)如(ru),它(ta)(ta)也被用(yong)于制(zhi)造薯片包裝袋,將鋁沉積在(zai)聚丙烯層上。巧(qiao)合的是(shi),Alicat科里奧利流量儀表對(dui)薯片的生(sheng)(sheng)產(chan)并不陌生(sheng)(sheng),因為它(ta)(ta)也被用(yong)于調味工藝生(sheng)(sheng)產(chan)過程中。

Alicat艾里(li)卡特CODA科里(li)奧(ao)利(li)系(xi)列(lie)有多種型號可供選擇,并且可提供定制服務,請即刻與我們聯(lian)系(xi)推薦適合您的(de)CVD、ALD、超臨界(jie)CO2或其他工藝的(de)流量(liang)計量(liang)和控制解(jie)決方案!

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