Ქვაბის და ნახევარგამტარის წარმოების შესახებ კრისტიკული სილიციუმის დიოქსიდის ფხვნის როლი

Კრისტალური სილიციუმის დიოქსიდის ფხვნილი, როგორც მაღალი სისუფთავის მასალა სპეციალური ზეთისთვის

Რატომ არის ალფა-კვარცის ფხვნილი უპირატესობა შედუღებულ კვარცსა და UV-გამჭვირვალე ოპტიკაში

Შედუღებული კვარცისა და ულტრაიისფერი გამტარი ოპტიკის დასამზადებლად გამოყენებული მასალაა α-კვარცის ფხვნილი, მისი თითქმის სახელმძღვანელოსთვის იდეალური კრისტალური სტრუქტურის, საოცარი სითბოსადმი მდგრადობისა და მინარევების წარმოუდგენლად დაბალი დონის გამო. ეს ნივთიერება მყარი რჩება მაშინაც კი, როდესაც ტემპერატურა 1600 გრადუს ცელსიუსს აჭარბებს, რაც შესაძლებელს ხდის შედუღებული კვარცის შექმნას, რომელიც გაცხელებისას თითქმის არ ფართოვდება. უფრო მეტიც, ის, როგორც წესი, მილიონზე 50 წილზე ნაკლებ ლითონის დამაბინძურებელს შეიცავს. რკინის დაბინძურება განსაკუთრებით პრობლემურია, რადგან ოპტიკური მასალების საზოგადოების ბოლოდროინდელი კვლევების თანახმად, 5 ppm-ის მცირე რაოდენობაც კი შთანთქავს ულტრაიისფერ სინათლეს, რაც ამცირებს გადაცემის ეფექტურობას დაახლოებით 10-15 პროცენტით. α-კვარცში ატომების რეგულარული განლაგება ასევე ნიშნავს, რომ ის არ ხდება მინისებრი ან მღვრიე ინტენსიური გათბობის პროცესების დროს, რაც ინარჩუნებს ოპტიკას სუფთა და ერთგვაროვან მთლიანობაში. ამორფული სილიციუმი სხვა ისტორიას მოგვითხრობს, რადგან სითბური სტრესის ზემოქმედებისას ის შიგნით პატარა კრისტალებს წარმოქმნის, რაც იწვევს სინათლის არასასურველ გაფანტვას.

Ნაწილაკების ზომის განაწილების და ნახშირის მეტალის შემცველობის გავლენა დნობის ერთგვაროვნებაზე

Სპეციალური მინის წარმოებაში დნობის მუდმივი ქცევა დამოკიდებულია კრისტიანიზეული სილიცის ფხვნის ფიზიკურ და ქიმიურ მახასიათებლებზე. ოპტიმალური სპეციფიკაციები შემდეგია:

• Მკაცრი ნაწილაკების ზომის განაწილება (D90 < 40 მკმ) თანაბარი სითბოს შთავის მიზიდვისთვის
• Სფერული მორფოლოგია , რომელიც შეამცირებს ღვერებს სპინტელინგის დროს
• Ნახშირის ტუტე მეტალების შემცველობა ქვე-ppm-ში , რომელიც თავიდან ახდენს დნობის სიბლოს რყევებს

Როდესაც ნაწილაკების ზომა სერიებს შორის 15%-ზე მეტად იცვლება, ეს იწვევს უთანასწორო გაცხელების შაბლონებს, რაც ბოლო პროდუქში ხელოვნურად აწარმოებს ზოლებს და აიცადებს აირს. თუ ალუმინის დონე 20 მილიონში ერთ ნაწილს აღემატება, დნოლი 12%-ით გასისქებს, რაც დამუშავებაზე გავლენას ახდენს. კალციუმის აბრელები კიდევ უარესია, რადგან იწვევენ კრისტობალიტის კრისტალების ზრდას, რაც არავის სურვილია, რადგან ამცირებს მასალის სტრუქტურას. უმეტეს სერიოზული წარმოების მიმდევარი მიმართავს ლაზერულ დიფრაქციის გამოცდებს და ICP-MS მოწყობილობას, რათა შეამოწმოს ყველა ეს სპეციფიკაცია. ეს ხარისხის კონტროლი აუცილებელია მუდმივი შედეგების შესანარჩუნებლად, რომლებიც საჭიროა ნახევრი გამტარის წარმოების ზუსტი ნაწილებისა და ძვირადღირებული ოპტიკური კომპონენტების დამზადებისთვის, სადაც პატარა განსხვავებები შეიძლება მომავალში დიდი პრობლემების მიზეზი გახდნენ.

Ნახევრი გამტარის წარმოებაში კრისტიანული სილიცის ფხვნისგან: თბოგამტარი ოქსიდაციის საწყისი მასალიდან მისაღებად ნაღამის მასკებამდე

Კრისტიანული სილიცის ფხვნის კონტროლირებული გამოცვლა მაღალი ხარისხის SiO₂ დიელექტრიკულ ფენებში

Ნახშირბადის წარმოებისას თერმულ ოქსიდაციასთან დაკავშირებულ პროცესებში ძირითადი მასალა წარმოადგენს კრისტალური სილიციუმის დიოქსიდის ფხვნილს. ჟანგბადით მდიდარ გარემოში, 900 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ეს ფხვნილი გადაიქცევა სილიციუმის პლასტინებზე მდებარე სიმკვრივის ერთგვაროვან SiO2 დიელექტრიკულ ფენად. ამ პროცესის სწორად მიმდინარეობისთვის საჭიროა ფხვნილის ნაწილაკების ზომის ერთგვაროვნობა და მინარევების შემცველობის ძალიან დაბალი დონე (მილიონში ნაწილაკების რაოდენობა ერთზე ნაკლები). მინიმალური დონის დაბინძურებაც კი შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრული პრობლემები არ gates oxide-ში, რაც საბოლოოდ აზიანებს ტრანზისტორების საიმედოობას დროთა განმავლობაში. თანამედროვე წარმოების საშენ ფაბრიკები იყენებენ აირების რეალურ დროში მონიტორინგის სისტემებს, რათა შეინარჩუნონ ზუსტად საჭირო ოქსიდაციის პირობები. ეს სისტემები საშუალებას აძლევს 300 მმ ზომის პლასტინებზე სისქის ერთგვაროვნების გასაზომად ±2%-ის შესაბამისად. ზუსტი კონტროლი უზრუნველყოფს ლოგიკური ჩიფებისა და მეხსიერების მოდულების მაღალ წარმადობას და საშუალებას აძლევს წარმოებას მაღალი მოგების მიღწევას წარმოების სერიებში.

CMP სუზლებში და მოწინავე ნოდის ლიტოგრაფიისთვის სუბსტრატების ფოტომასკებში როლი

Ქიმიურ-მექანიკური პლანარიზაცია, ანუ CMP, როგორც ხშირად მოიხსენიება, დამოკიდებულია კრისტალური სილიციუმის ოქსიდის მიკროსკოპული ნაწილაკებისგან დამზადებულ სუსპენზიებზე, რომლებიც ატომურ დონეზე სავსებით ბრტყელ ზედაპირებს ქმნიან. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალი სირთულის ნახევარგამტარი მოწყობილობების, მაგალითად, 3D NAND მეხსიერების ჩიფების და sub-5 ნანომეტრი FinFET სტრუქტურების წარმოებისას. მასალა კარგად მუშაობს, რადგან ის საკმარისად მაგრია, რომ შლის, მაგრამ მისი მრგვალი ფორმა თავიდან აცილებს საპრიალე ფენების დაზიანებას. ამავე დროს, იგივე მაღალი სისუფთავის სილიციუმის ოქსიდის ფხვნისგან დამზადებული მასალა გამოიყენება ჩიპების წარმოების სხვა მნიშვნელოვან პროცესში. როდესაც მას გახურებენ და შემდეგ გამაგრებენ, ის ხდება ფოტომასკების საშენ მასალად. ამ მასკებმა უნდა გაუშვან თითქმის ყველა ულტრაიისფერი სინათლე 193 ნანომეტრზე, ხოლო მათი ფორმა უნდა შეინარჩუნონ მეტანი-გაციების რამდენიმე ციკლის შემდეგაც. ამ კომბინაციამ — ოპტიკურმა გამჭვირვალობამ და სტაბილურობამ — წარმოების პროცესში შეუძლია შეინარჩუნოს საკმაოდ ზუსტი ნიმუშები ექსტრემალური ულტრაიისფერი ლითოგრაფიის დროს, სადაც თითოეული გამოცხადების ციკლი წინააღმდეგ შეიძლება დაახუროს მიკროსკოპული სტრუქტურების დეფორმაციას, რომლებიც ცდილობენ შექმნას.

Მასალის არჩევის ჩარჩო: როდესაც კრისტიანული სილიცის ფხვნი უპირატესობას იძლევა ამორფულ ალტერნატივებზე

Კრისტიანულ და ამორფულ სილიციუმს ორს შორის არჩევა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელი თვისებებია მნიშვნელოვანი კონკრეტული გამოყენებისთვის. მაგალითად, კრისტიანული სილიციუმის ფხვნი, განსაკუთრებით ალფა ქვარცი, უზრუნველყოფს სტრუქტურული პროგნოზირებადობას მაღალ ტემპერატურაზე. ამიტომ მას მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა აქვს თერმული ოქსიდაციის ან სპეციალური მინის დამზადების პროცესებში, სადაც თანაბარი ფენები და მდგრადი ფაზები განსაზღვრავენ მოწყობილობების მუშაობის ეფექტიანობას. რეგულარული ბადის სტრუქტურა გულისხმობს მდგრად დნობის ქცევას და წინააღმდეგობის გამძლეობას სითხიდან უკან მინად გამყარების წინააღმდეგ. მეორის მხრივ, ამორფული სილიციუმი უკეთ იძლევა თერმულ შოკებს, მაგრამ არ გვთავაზობს ისეთი პროგნოზირებად ფაზურ ცვლილებებს ან მკაცრ კონტროლს ავტადებზე. როდესაც სპეციფიკაციები მოითხოვენ ნალექი ლითონების რაოდენობას 5 მილიონში ნაწილში ან ნაწილაკების ზომას 10 მიკრონზე ნაკლებს, კრისტიანული სილიციუმი უკეთ მუშაობს, რადგან რეაქციების დროს ნაკლები დეფექტები წარმოიქმნება. ბოლო ჯამში, ერთი მასალის არჩევა მეორის წინააღმდეგ დამოკიდებულია ზუსტი დამუშავების მნიშვნელობაზე და მასალის მიერ მოცემულ დატვირთვის გამძლეობაზე.

Სამრეწველო პირობებში კრისტალური სილიციუმის ნაღავისთვის უსაფრთხოება, მართვა და რეგულატორული შესაბამისობა

OSHA PEL-ები, ინჟინერიული კონტროლები და სიმძლავრის მაღალი მაჩვენებლის მქონე საწარმოებში მტვრის რეალურ-დროში მონიტორინგი

Კრისტიანული სილიცის ფხვნის შესუნთვა ფრთის ჯანმრთელობისთვის სერიოზულ რისკს უწყობს, რის გამოც მასზე მკაცრად ადევნებენ თვალს რეგულატორები. დამსხვრევი სილიცით მომწიფე ნამუხტებისთვის ოკუპაციური უსფრთხოებისა და ჯანმრთელობის ადმინისტრაცია დგამს ზღვარს 50 მიკროგრამზე კუბურ მეტრში, რაც ნიშნავს, რომ ქარხნებს უნდა ჰქონდეთ მყარი უსფრთხოების ზომები. უმეტეს ქარხნები იწყებენ ინჟინერიული ამოხსნებით. გაიაზრეთ მაგალითად მძლავრი განძაფხლების სისტემები, რომლებიც მუხტს მუშებისგან მოშორებენ, ან მასალების სამუშაო დროს სითხში შენარჩუნებას, რათა შეამცირონ ჰაერში არსებული ნამუხტები. ნახევარგამტარის წარმოების ქარხნები, სადესაც მუხტი სწრაფად იგროვებს, იყენებენ მონითორინგის მოწყობილობებს, რომლებიც ნამუხტების რაოდენობას აკვირდებიან რეალურ დროში. ეს სისტემები გაიძახებენ, როდესაც დონე 50 მიკროგრამზე კუბურ მეტრში მიუახლოვდება განსაზღვრულ ზღვარს. ზოგიერთი საწარმო ასევე აანალიზებს ჰაერის მოძრაობის გზებს თავის სივრცეში, რათა ადაპტირებადი იყოს დაცვის ზომები ოპერაციების ცვლილებებთან ერთად. ეს ეხმარება სილიკოზის შემთხვევების შემცირებაში, ხოლო წარმოება უწყვეტად მიდის წინ მუდმივი შეჩერებების გარეშე.