सेमीकंडक्टर और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में उच्च तापमान ऑक्सीकरण और प्रसार भट्टियों में उच्च तापमान मिनी प्लीट HEPA फिल्टर का अनुप्रयोग उत्पादन वातावरण के लिए स्वच्छता आवश्यकताओं के उच्चतम स्तर का प्रतिनिधित्व करता है। यह एप्लिकेशन चिप की उपज और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए मौलिक है। यहां एक विस्तृत तकनीकी अनुप्रयोग विवरण दिया गया है:
I. अनुप्रयोग चरण और मुख्य कार्य
1. अनुप्रयोग उपकरण:
- ऑक्सीकरण भट्टी: सिलिकॉन वेफर सतह पर उच्च गुणवत्ता वाली सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO₂) फिल्म उगाने के लिए उपयोग किया जाता है, जो गेट ऑक्साइड, फील्ड ऑक्साइड या मास्किंग परत के रूप में काम करता है।
- डिफ्यूजन फर्नेस: पीएन जंक्शन या डोपिंग बनाने के लिए उच्च तापमान पर विशिष्ट अशुद्धियों (जैसे बोरान, फास्फोरस) को सिलिकॉन वेफर में फैलाने के लिए उपयोग किया जाता है।
- अन्य उच्च तापमान प्रक्रिया उपकरण: जैसे एनीलिंग भट्टियां, एलपीसीवीडी (कम दबाव रासायनिक वाष्प जमाव) भट्टियां, आदि।
2. अनुप्रयोग स्थान: उपरोक्त प्रक्रिया उपकरण की प्रक्रिया गैस (आमतौर पर उच्च - शुद्धता ऑक्सीजन या नाइट्रोजन) आपूर्ति प्रणाली के अंत में, साथ ही उपकरण कक्ष के वायु इनलेट पर स्थापित किया गया है। 1000 डिग्री से ऊपर के तापमान पर क्वार्ट्ज ट्यूब में प्रवेश करने से पहले स्वच्छ हवा या गैस को फ़िल्टर किया जाना चाहिए।
3. मुख्य कार्य: अल्ट्रा{{2}सटीक उच्च तापमान वाली प्रक्रियाओं के लिए "अल्ट्रा{1}स्वच्छ" प्रक्रिया गैसें और पर्यावरणीय गैसें प्रदान करना।
- क्रिस्टल दोषों को रोकें: सिलिकॉन वेफर सतह पर उतरने वाला कोई भी माइक्रोमीटर या उप-माइक्रोमीटर कण संदूषक उच्च तापमान के तहत न्यूक्लियेशन केंद्र बन सकता है, जिससे सिलिकॉन क्रिस्टल में अव्यवस्था और स्टैकिंग दोष जैसे घातक दोष हो सकते हैं।
- गेट ऑक्साइड अखंडता सुनिश्चित करें: ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के लिए, विशेष रूप से गेट ऑक्साइड वृद्धि के लिए, यहां तक कि एक छोटा कण भी ऑक्साइड में स्थानीय मोटाई में बदलाव या पिनहोल का कारण बन सकता है, जिससे गेट रिसाव या टूटना हो सकता है, जिससे पूरी चिप निष्क्रिय हो जाएगी।
- डोपिंग एकरूपता को नियंत्रित करें: प्रसार प्रक्रियाओं में, कण संदूषक अशुद्धियों के समान प्रसार में बाधा डाल सकते हैं, जिससे पीएन जंक्शन की विशेषताएं खराब हो जाती हैं और चिप के विद्युत पैरामीटर प्रभावित होते हैं।
द्वितीय. इस चरण में "उच्च-तापमान" और "अल्ट्रा-उच्च दक्षता" फिल्टर क्यों आवश्यक हैं?
1. अत्यधिक उच्च तापमान प्रतिरोध (आमतौर पर 300 डिग्री {{3%) डिग्री या अधिक):
- प्रक्रिया आवश्यकताएँ: अर्धचालक ऑक्सीकरण और प्रसार प्रक्रियाओं के लिए तापमान आमतौर पर 900 डिग्री से 1200 डिग्री तक होता है। प्रक्षेपित गैसों को प्रतिक्रिया ट्यूब में प्रवेश करने से पहले पहले से गरम किया जाता है, इसलिए फिल्टर को फ्रंट एंड प्रीहीटिंग सिस्टम (आमतौर पर मार्जिन के साथ 300 डिग्री से ऊपर डिज़ाइन किया गया) द्वारा उत्पन्न उच्च तापमान का सामना करना पड़ता है।
- सामग्री स्थिरता: विशेष उच्च तापमान ग्लास फाइबर फिल्टर पेपर, स्टेनलेस स्टील फ्रेम, और उच्च तापमान प्रतिरोधी सीलेंट का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाना चाहिए कि लंबे समय तक उच्च तापमान के तहत कोई दरार न हो, कोई चूर्ण न हो, और कोई अस्थिर पदार्थ न निकले, अन्यथा, वे स्वयं संदूषण का स्रोत बन जाएंगे।
2. अल्ट्रा-उच्च निस्पंदन दक्षता (आमतौर पर H14 या U15 और ऊपर):
- कैप्चर प्रिसिजन: सेमीकंडक्टर उद्योग उन कणों से निपटता है जो नैनो-स्केल सर्किट संरचनाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं। आमतौर पर 0.1μm से अधिक या उसके बराबर या 0.05μm से अधिक या उसके बराबर कणों के लिए उच्च कैप्चर दक्षता की आवश्यकता होती है। H14 स्तर (0.3μm कणों के लिए दक्षता 99.995% से अधिक या इसके बराबर) एक सामान्य प्रारंभिक बिंदु है, और उच्च प्रक्रियाएं U15 (0.1μm कणों के लिए 99.9995% से अधिक या इसके बराबर दक्षता) और अन्य उच्च ग्रेड फिल्टर का उपयोग कर सकती हैं।
- मिनी प्लीट डिजाइन के लाभ: धातु आयन रिलीज का कोई जोखिम नहीं: विभाजित फिल्टर में एल्यूमीनियम विभाजन से धातु आयन रिलीज के जोखिम से पूरी तरह से बचा जाता है। सोडियम (Na), पोटेशियम (K), आयरन (Fe), और अन्य धातु आयन अर्धचालक प्रक्रियाओं में "नंबर एक हत्यारा" हैं, जिससे डिवाइस के प्रदर्शन में गंभीर गिरावट आती है।
- कॉम्पैक्ट संरचना: उपकरण गैस लाइनों के सीमित स्थान में स्थापना की सुविधा प्रदान करता है।
- उच्च धूल धारण क्षमता: लंबे समय तक निरंतर उत्पादन की स्थिति के लिए उपयुक्त।
तृतीय. विशिष्ट तकनीकी आवश्यकताएँ और उद्योग विशेषताएँ
1. पारंपरिक स्वच्छता मानकों से परे:
सेमीकंडक्टर चिप का निर्माण कक्षा 1 (आईएसओ 3 स्तर) या उच्च स्वच्छता वाले कमरों में किया जाता है। हालाँकि, प्रक्रिया उपकरण, विशेष रूप से प्रतिक्रिया कक्ष के अंदर की सफाई की आवश्यकताएं आसपास के वातावरण की तुलना में कई गुना अधिक हैं, जिन्हें "स्वच्छ कमरों के भीतर साफ कमरे" के रूप में जाना जाता है। वायुजनित आणविक संदूषकों (एएमसी) के लिए भी सख्त आवश्यकताएं हैं, जिसके लिए फिल्टर में कम रासायनिक आउटगैसिंग विशेषताओं की आवश्यकता होती है।
2. परम भौतिक शुद्धता:
- फ़िल्टर की सभी सामग्रियां: सभी सामग्रियों को अत्यंत शुद्ध अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। बेहद कम धातु आयन लीचिंग सुनिश्चित करने के लिए स्टेनलेस स्टील फ्रेम को उच्च ग्रेड 316L या बेहतर होना चाहिए।
- फ़िल्टर मीडिया और चिपकने वाले: उच्च {{1} तापमान और उच्च {{2} वैक्यूम वातावरण में कार्बनिक या अकार्बनिक संदूषकों की रिहाई को रोकने के लिए कम आउटगैसिंग विशेषताओं के लिए विशेष रूप से उपचारित करने की आवश्यकता है।
3. बिल्कुल विश्वसनीय सीलिंग और रिसाव का पता लगाना:
- इंस्टालेशन: "शून्य रिसाव" सुनिश्चित करने के लिए चाकू {{1}एज सीलिंग या अन्य बिल्कुल वायुरोधी तरीकों का उपयोग करना चाहिए।
- पोस्ट-इंस्टॉलेशन: साइट पर पीएओ/डीओपी स्कैनिंग लीक का पता लगाने के लिए सख्त प्रक्रिया से गुजरना होगा, परीक्षण मानक सामान्य उद्योगों की तुलना में कहीं अधिक कड़े होंगे, और कोई भी मामूली रिसाव बिंदु अस्वीकार्य है।
चतुर्थ. आवेदन के मूल्य और महत्व का सारांश
1. The Lifeline of Yield: In nanometer-scale chip manufacturing, a single dust particle larger than the circuit feature size can ruin a die (grain), or even an entire wafer (wafer). High-efficiency filters are a prerequisite for ensuring ultra-high yield (>95%).
2. तकनीकी नोड्स के लिए मुख्य गारंटी: जैसे-जैसे चिप प्रक्रियाएं 28 एनएम से 7 एनएम, 5 एनएम और अधिक उन्नत नोड्स तक विकसित होती हैं, दोषों के लिए नियंत्रण आवश्यकताएं तेजी से बढ़ती हैं। उन्नत प्रक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए उच्च {{5} तापमान अल्ट्रा {{6} उच्च दक्षता फिल्टर अपरिहार्य प्रौद्योगिकियां हैं।
3. उत्पाद की विश्वसनीयता की आधारशिला: संभावित दोषों को रोकता है, दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चिप्स की विद्युत स्थिरता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
4. उद्योग मानकों का अनुपालन: यह SEMI (इंटरनेशनल सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री एसोसिएशन) जैसे उद्योग मानकों द्वारा सेमीकंडक्टर उपकरण के लिए एक बुनियादी आवश्यकता है।
निष्कर्ष: सेमीकंडक्टर उच्च तापमान ऑक्सीकरण और प्रसार भट्टियों में, उच्च तापमान मिनी प्लीट HEPA फिल्टर "फिल्टर" की सामान्य भूमिका से आगे निकल गए हैं; वे एक परिष्कृत "प्रक्रिया गैस शोधन घटक" हैं। उनका प्रदर्शन सीधे यह निर्धारित करता है कि क्या एकीकृत सर्किट का सूक्ष्म जगत पूरी तरह से "नक्काशीदार" हो सकता है, और वे अर्धचालक उद्योग के मुकुट पर एक अपरिहार्य "मोती" हैं, जो बुनियादी औद्योगिक घटकों के लिए अत्याधुनिक विनिर्माण की अंतिम प्रदर्शन आवश्यकताओं को दर्शाते हैं।
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