alert icon

Данный сайт не поддерживается браузером Internet Explorer 8. Пожалуйста, обновите ваш браузер до более поздней версии или воспользуйтесь другим браузером.

Скрыть hide icon

Повышение выхода годных полупроводниковых изделий благодаря применению усовершенствованных сплавов

Повышение выхода годных полупроводниковых изделий благодаря применению усовершенствованных материалов

29 сентября 2020 г. | Масрур Малик (Masroor Malik), менеджер компании Swagelok по полупроводниковой промышленности, и Шелли Тан (Shelly Tang), главный инженер-металлург компании Swagelok

Быстрое внедрение инноваций — насущная необходимость в высококонкурентной полупроводниковой отрасли. Современный мир во многом зависит от разработки все более мощных микросхем с применением транзисторов все меньшего размера, чтобы обеспечивать высокую вычислительную мощность. Закон Мура, гласящий, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года, остается в силе с 1970-х годов и продолжает оказывать влияние на разработку транзисторов в наши дни.

Естественно, производители должны соблюдать баланс между требованиями о внедрении инноваций и своими возможностями, чтобы обеспечить максимальный объем выпуска продукции и рентабельность. Как же этого добиться? В недавнем отчете McKinsey & Company1 говорится, что несколько распространенных стратегий (сокращение трудозатрат, снижение расхода материалов и уменьшение затрат на закупку) доказали свою краткосрочную эффективность, но не оправдали себя с точки зрения обеспечения рентабельности в долгосрочной перспективе.

Вместо этого, как утверждается в отчете, производители полупроводников могут более эффективно управлять затратами и поддерживать более высокую рентабельность за счет повышения выхода годных изделий на всех стадиях производства. «Оптимизация выхода годных изделий долгое время расценивалась как одна из важнейших, но сложных в достижении целей, а следовательно, как конкурентное преимущество в производстве полупроводников», — говорится в отчете McKinsey & Company.

Подробнее о решениях Swagelok для полупроводниковой промышленности

Сквозной выход годных изделий можно повысить различными способами. Имеется значительный потенциал в одной порой упускаемой из виду области процесса изготовления полупроводников — критически важных жидкостных и газовых системах и компонентах для транспортировки галогенсодержащих технологических газов-реагентов от места хранения до камеры осаждения. Технологические условия становятся все более сложными, а газы-реагенты все более легкими и агрессивными, поэтому данные системы должны обеспечивать максимальную эффективность работы, которая в большой степени зависит от материалов, из которых изготовлены компоненты системы.

В современных условиях производства полупроводниковых микросхем нержавеющая сталь невысокого качества зачастую не обеспечивает требуемого уровня эффективности работы. Ниже объясняется, как компоненты жидкостных и газовых систем, изготовленные из высококачественных материалов, способствуют повышению выхода годных изделий на каждом этапе производственного процесса и какие факторы следует учитывать производителям полупроводников при выборе нержавеющих сталей.

Влияние жидкостных и газовых систем на потенциал выхода годных изделий.

Влияние жидкостных и газовых систем на выход годных изделий главным образом обусловлено двумя ключевыми факторами — загрязнением и коррозией.

Во-первых, по мере уменьшения размеров транзисторов стойкость к загрязнению становится все более важной характеристикой для условий производства сверхвысокой степени чистоты. Даже микроскопические посторонние частицы могут стать серьезной проблемой. Правильно подобранные компоненты жидкостных и газовых систем могут ограничить попадание загрязнителей в техпроцесс изготовления микросхем, тем самым способствуя повышению объемов выпуска годных микросхем в рамках производственного процесса.

Во-вторых, при производстве микросхем все чаще используются более агрессивные технологические газы, для которых может потребоваться более высокая рабочая температура. В связи с этим повышается вероятность возникновения коррозии. Любой простой оборудования, вызванный необходимостью заменить подвергшиеся коррозии клапан, фитинг или трубку в таких системах, может привести к остановке производства и существенному уменьшению общего объема выпуска продукции. Превосходная стойкость к коррозии может помочь производителям избежать подобных простоев. Немаловажную роль здесь играет и безопасность — компонент системы, работающий ненадлежащим образом, может стать причиной потенциально опасной утечки.

Повышение эффективности работы благодаря стратегическому подходу к выбору материалов

Состав нержавеющей стали с оптимальным балансом между сплавами с высокими эксплуатационными характеристиками и остальными составляющими имеет важнейшее значение для условий производства полупроводников.

К примеру, повышенное содержание хрома, никеля и молибдена в нержавеющей стали повышает прочность материала и его способность противостоять коррозии в результате контакта с агрессивными технологическими средами. В составе должны присутствовать и некоторые другие вещества: например, определенное содержание серы необходимо для обеспечения оптимальной обработки поверхности компонента и его свариваемости. Важно обеспечить баланс между целым рядом характеристик, что требует от производителя высокого уровня знаний и опыта работы в области металлургии и материаловедения.

Расширьте свои знания в области материаловедения с помощью Swagelok

Тем не менее особое значение при производстве полупроводников имеют чистота и отсутствие примесей. Чистоту можно улучшить за счет использования в нержавеющей стали высокочистых материалов с минимальным количеством примесей с помощью таких процессов, как аргоно-кислородное обезуглероживание (AOD), вакуумно-индукционный переплав (VIM) и вакуумно-дуговой переплав (VAR). Кроме того, производитель должен применять строгие методы испытаний и контроля качества, такие как ультразвуковая дефектоскопия, токовихревая дефектоскопия и другие методы, позволяющие выявлять даже мельчайшие внутренние и внешние дефекты, которые могут поставить под угрозу чистоту. Дополнительная механическая обработка, например электрополировка и пассивирование определенных материалов, могут еще больше улучшить чистоту компонентов.

Для того чтобы уменьшить загрязнение, улучшить стойкость к коррозии и обеспечить повышение сквозного выхода годных изделий производителям полупроводников следует обратиться к надежным поставщикам компонентов жидкостных и газовых систем, которые хорошо понимают уникальные требования соответствующих критически важных систем и предлагают решения с оптимальной функциональностью и правильно подобранными материалами.

Идеальный поставщик должен:

  • досконально разбираться в материаловедении и задачах, связанных с производством полупроводников;
  • приобретать нержавеющую сталь высочайшего качества у надежных поставщиков;
  • соблюдать точно определенные стандарты в отношении химического состава и обработки материалов;
  • строго и тщательно испытывать все материалы, входящие в состав нержавеющих сталей;
  • обеспечивать строгий контроль за материалами в ходе всего производственного процесса;
  • отслеживать все составляющие нержавеющих сталей с момента поступления сырья и до момента отгрузки, обеспечивая 100-процентную отслеживаемость.

Поиск поставщика, обладающего всеми этими характеристиками, стоит затраченных усилий для производителей полупроводников, которые хотят добиться максимального объема выпуска продукции в современных условиях жесткой конкуренции. Поставщик, предлагающий продукцию с высокими эксплуатационными характеристиками, позволяющую свести к минимуму загрязнение и коррозию за счет правильного подбора материалов и соответствующей конструкции изделий, обладает значительным потенциалом с точки зрения окупаемости инвестиций.

Хотите узнать подробнее, как эффективно работающие жидкостные и газовые системы могут помочь вам обеспечить рентабельность в долгосрочной перспективе? Компания Swagelok обладает многолетним опытом поставки высокоэффективных компонентов систем для полупроводниковой промышленности. Свяжитесь с нашими специалистами уже сегодня и узнайте, какие преимущества вы получите.

Обратиться в региональный центр продаж и сервисного обслуживания Swagelok

1 «Очередной шаг к повышению выхода годных полупроводниковых изделий» (Taking the next leap forward in semiconductor yield improvement), McKinsey & Company, 2 мая 2018 г.

Масрур Малик — менеджер компании Swagelok по полупроводниковой промышленности. За 22 года работы в компании он приобрел огромный технический опыт, помогая заказчикам в отрасли производства полупроводников. Он получил ученые степени в Университете Небраски в г. Линкольн (University of Nebraska-Lincoln) и на факультете менеджмента Weatherhead School of Management в Университете Западного резерва (Case Western Reserve University).

Шелли Тан —главный инженер-металлург компании Swagelok. За почти 20 лет работы в этой должности Шелли приобрела огромный опыт в области материаловедения применительно к различным критически важным жидкостным и газовым системам. Она получила степень к. т. н. в области материаловедения и инженерного дела в Университете штата Пенсильвания (Penn State University).

Статьи по Теме

Небольшие габариты — значительный потенциал. Как усовершенствованные клапаны ALD ведут к успеху в полупроводниковой отрасли.

Узнайте, как новейшие достижения в технологии производства клапанов для напыления до атомного слоя (ALD) меняют условия игры в сфере высокотехнологичного полупроводникового производства.

Вопросы и ответы. Полупроводниковое производство — вчера, сегодня, завтра

Узнайте, как сотрудничество между OEM-производителями оборудования, производителями микросхем и поставщиками решений для трубопроводных систем позволило полупроводниковой отрасли десятилетиями придерживаться закона Мура, а также о том, куда двигаться дальше.

Swagelok клапана качания-Open

Максимальное увеличение срока службы компонентов промышленной трубопроводной арматуры

Стоимость замены компонента промышленной трубопроводной арматуры превышает стоимость самого компонента. Рекомендации специалистов компании Swagelok, касающиеся профилактического технического обслуживания, помогут вам узнать, как уменьшить издержки и максимально увеличить срок службы ваших компонентов.