alert icon

IE8不支持该网站。请使用IE10或火狐浏览器浏览。

隐藏信息 hide icon

利用经过优化的合金材料提高半导体良率

利用优化材料提高半导体制造良品率

2020 年 9 月 29 日 | 世伟洛克半导体市场经理 Masroor Malik 和世伟洛克首席冶金工程师 Shelly Tang

在竞争激烈的半导体领域,快速创新必不可少。现代世界很大程度上取决于功能越来越强大的芯片的开发,这些芯片利用越来越小的晶体管来实现高水平的处理能力。摩尔定律指出,给定芯片中的晶体管数量每两年翻一番,该定律自 20 世纪 70 年代以来一直成立,并一直影响着现今的晶体管发展。

当然,制造商必须在创新要求与自身使产量和盈利最大化的能力之间取得平衡。如何实现呢?麦肯锡公司1的新一期报告显示,降低劳动力成本、减少材料消耗和缩减全球采购支出的几种通用策略被证明在短期内是有效的,但长期盈利能力尚未得到证明。

相反,该报告表明,半导体制造商可以通过提高端到端良品率来更有效地管理成本并维持更高的盈利能力。麦肯锡公司表示:“长期以来,良品率优化一直被认为是非常关键但又难以实现的目标之一,因此在半导体业务中具有竞争优势。”

了解有关世伟洛克面向半导体行业的解决方案的更多信息

可以通过多种方式提高端到端良品率,但是在半导体制造工艺的一个有时被忽视的领域中存在巨大的潜力:将反应性卤素气体从存储区输送到沉积室的关键流体系统和组件。随着对工艺条件的要求越来越苛刻,反应性气体变得越来越轻和更具腐蚀性,这些系统必须具备很高水平的性能 - 很大程度上取决于制造它们的材料。

在当今的半导体芯片生产环境中,低等级的不锈钢材料通常不具备必要的性能水平。以下解释了使用优质材料制成的流体系统组件如何有助于提高端到端良品率,以及半导体制造商在指定不锈钢材料规格时应考虑的事项。

流体系统对良品率潜力的影响。

流体和气体系统对良率的影响主要受到两个关键因素的影响:污染和腐蚀。

首先,随着工艺晶体管的不断小型化,抗污染性已成为超高纯度生产环境中越来越重要的性能指标。即使是微不足道的微观外来颗粒也会引起重大问题。正确的流体系统组件可以帮助限制污染物进入芯片制造过程,从而有助于在生产过程中提高可用芯片的产量。

其次,随着半导体生产工艺越来越多地使用更具腐蚀性的工艺气体,这可能需要越来越高的工作温度,因此腐蚀可能性增大。由于需要更换这些系统中腐蚀的阀门、接头或卡套管而导致的任何停机都可能导致生产停顿并大大降低整体良品率。优异的耐腐蚀性可以帮助制造商避免此类停机的发生。安全也是这里的主要考量 - 系统组件运行不正常会导致潜在的危险泄漏。

通过选择战略材料获得更高的性能。

实现了高性能合金与残留物的很好平衡的不锈钢配方对于半导体生产环境至关重要。

例如,不锈钢配方中铬、镍和钼含量的增加,既提高了材料的强度,又提高了其耐受与侵蚀性系统介质接触而腐蚀的能力。配方中必须保留一定的残留 - 例如,需要确保硫的特定平衡,以确保最终用途组件的表面光洁度和可焊接性。这是平衡性能属性的一项具有挑战性的组合,它要求制造商在冶金和材料科学领域具有丰富的经验和知识。

在世伟洛克的帮助下强化您的材料科学知识

但是,在半导体制造中,清洁度和纯度至关重要。通过使用氩氧脱碳(AOD)、真空感应熔炼(VIM)和真空电弧重熔(VAR)等工艺,在不锈钢中使用杂质非常少的高纯度材料可以增强其清洁度。制造商还应采用严格的质量控制和测试方法 - 诸如超声波测试、涡流测试之类的措施以及其他方法可以检测到可能影响纯度的最小内部或外部缺陷。 机加工后处理(例如对某些材料进行电抛光和钝化)可以进一步提高组件的清洁度。

为了减少污染,提高耐腐蚀性能并提高端到端良品率,半导体制造商应寻找成熟可靠的流体系统组件供应商,他们应了解其关键应用的独特需求,并提供具有优化功能和材料构造的解决方案。

理想的供应商应该能够…

  • 全面了解材料科学和半导体制造挑战
  • 从可靠的供应商购买优质的不锈钢
  • 保持严格规定的材料化学和加工标准
  • 严格且彻底地测试所有不锈钢材料
  • 在整个制造过程中对材料进行严格控制
  • 从原材料到运输环节跟踪所有不锈钢材料,以实现 100% 可追溯性

对于想要在这个竞争激烈的领域中实现峰值产量的半导体制造商,值得付出努力来寻找具备这些特性的供应商。寻找能够提供高性能产品的供应商,通过适当的材料选择和产品设计,将污染和腐蚀降低,具有巨大的投资回报潜力。

是否有兴趣了解更多有关优化流体系统如何帮助您实现长期盈利能力的信息?在为半导体行业提供高性能组件方面,世伟洛克拥有数十年的经验。联系我们的团队,了解您今天如何能受益。

联系您当地的世伟洛克销售与服务中心

1实现半导体良品率提高的下一次飞跃。”麦肯锡公司,2018 年 5 月 2 日。

Masroor Malik 是世伟洛克公司半导体市场经理。在效力于公司的二十二年中,他积累了丰富的技术经验,可以帮助整个半导体市场的客户。他拥有内布拉斯加林肯大学(University of Nebraska-Lincoln)和凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的韦瑟黑德管理学院的学位。

Shelly Tang 是世伟洛克公司首席冶金工程师。在担任该职务的近 20 年中,Shelly 在各种关键流体系统应用的材料科学领域积累了丰富的经验。她拥有宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)材料科学与工程学博士学位。

相关文章

应用于半导体行业的 ALD20 UHP 阀的无尘室组件。

占用空间小、应用潜力大:改进的 ALD 阀如何促进半导体业取得成功

了解原子层沉积 (ALD) 阀门技术的创新如何改变高科技半导体制造商的游戏规则。

Q&A:半导体制造的过去、现在与未来

了解半导体OEM设备商、微芯片制造商与流体系统解决方案提供商之间的协作如何使半导体市场在数十年来能够满足摩尔定律的要求以及未来的发展方向。

尽可能地延长工业流体系统元件的使用寿命

更换一件工业流体系统元件的成本超出了该元件的价格。了解如何通过世伟洛克专业人士提供的预防性维护建议,尽可能地延长元件使用寿命,同时降低系统成本。