EN
Производство на полупроводници: фабрикация под 10 нм със сухи вакуумни помпи
Ултрависок вакуум в фотолитографията и етчирането
Под-10 нм структурите в полупроводниците изискват ултрависоковакуумни среди с налягане <10^-7 mbar при екстремна ултравиолетова литография и плазмено травиране. Остатъчните газове, които пречат на пътя на EUV-лъчите, и нестабилността на плазмата са критични за формирането на структури в транзисторните затвори и междинните връзки. Сухите вакуумни помпи отстраняват газовете. Напредналите сухи вакуумни помпи използват спирални и човкасти механизми, които не предизвикват вибрации. Това предотвратява разместване в мащаб под 10 нм по цялата повърхност на кремниевите пластина. Тъй като индустрията се фокусира върху структури с размер 3 нм и по-малки, сухите помпи, способни да осигуряват ултрависок вакуум, са задължителни за производството на чипове от следващото поколение.
Безмаслени помпи: основно оборудване за напредналите техпроцеси и контрол на замърсяването
На атомно ниво дори минималните нива на хидроуглеводна контаминация могат радикално да повлияят върху добивите. Единична частица с размер една микрометър може да предизвика повреда на множество транзистори. Проблемът с контаминацията се намалява чрез използването на сухи вакуумни помпи, тъй като компресионните им камери остават без масло, което изключва обратното изтичане. Това е особено важно за приложенията на химическо напръскване от пара (CVD), тъй като присъствието на масло може отрицателно да повлияе върху качеството на филма поради интерференция с газовете-допанти. Интересно е, че производителите на полупроводникови устройства са забелязали, че много от водещите производствени фабрики докладват приблизително 40% намаляване на нивото на дефекти след внедряването на суха технология. За онези, които работят с технологии под 7 нанометра, напълно безмаслената работа е задължителна.
Напреднали дисплеи и енергийни материали: Сухи вакуумни помпи за производство на LED, OLED и батерии
Кристално растващ и тънкопленъчно напръскване: Монокристален кремний и сухи вакуумни помпи за CVD на OLED
Сухите вакуумни помпи осигуряват необходимите безкислородни условия за производството на монокристален кремний с висока чистота и за нанасянето на тънки филми от OLED. При производството на кремний за слънчеви клетки дори микроскопични количества кислород могат да нарушат кристалната решетка и, като следствие, да намалят ефективността на слънчевите клетки с 5 до 8 процента. Подобни предизвикателства се срещат и в OLED индустрията при химическото унасяне от пара (CVD) на OLED. За CVD вакуумът трябва да е по-нисък от 0,001 mbar, за да се предотврати окисляването на органичния слой преди формирането на слоевете. Това може да доведе до лоша равномерност на пикселите. В противоположност на маслено смазваните помпи, сухите помпи не изхвърлят въглеводороди в камерата за унасяне, което запазва равномерността на състава на нанесените тънки филми. Някои конструкции на сухи помпи с челист тип могат да работят 99,9 % от времето без частици — което е от решаващо значение при работа с квантови точки и микроСИД масиви, изискващи контрол на нивото на ангстрьом.
Тази прецизност позволява на производителите на дисплеи да постигнат забележителни спецификации, при които възпроизвеждането на цветовете надхвърля 98 % от цветовото пространство DCI P3.
Производство на литиево-йонни батерии: дегазация на суспензията, сушене на електродите и пълнене с електролит
Производството на литиево-йонни батерии силно се влияе от наличието на влага, поради което е задължително използването на вакуумна технология без масло. При процеса на смесване на суспензията сухите помпи елиминират досадните въздушни джобове, които предизвикват образуването на мехурчета в суспензионните покрития и могат да намалят капацитета на клетката с до 15 %. При процеса на сушка на електродите вакуумните помпи поддържат нивото на влага под 100 ppm дори при температура 150 °C. Това позволява на производителите да изпаряват разтворителя NMP, без да повредят катодите, богати на никел. Вероятно най-голямото предимство на тези вакуумни помпи е при контролираното пълнене с електролит, когато прецизното и контролирано вакуумно ниво осигурява пълно запълване на микроскопичните пори в сепаратора, като едновременно намалява риска от литиево плакиране, причинено от уловени газови мехурчета. Батерийните производствени предприятия, които са внедрили сухи производствени системи, са намалили проблемите, свързани с циклите на сушка, с 40 %. Освен това те вече не се изправят пред замърсяване на продукта поради маслени пари. Накрая, тъй като сухите вакуумни помпи са съвместими с чисти стаи, те предлагат допълнителното предимство да улесняват изследванията върху твърдотелни батерии.
Вакуумна техника без обратно изпускане и с висока стабилност за научни изследвания и производство
Магнетронно разпрашване и импулсно лазерно утаяване при налягане от 10^-6 до 10^-8 mbar
При процесите импулсно лазерно напръскване и магнетронно напръскване е от решаващо значение да се осигурят непрекъснати вакуумни условия в диапазона от 10^-6 до 10^-8 mbar. Флуктуациите, дори на нивото 10^-9 mbar, могат да предизвикат несъвършенства в покритията, а при производството на оптични компоненти или свръхпроводящи материали това може да намали добива с повече от 30 %. Докато традиционните вакуумни системи не са били в състояние да осигурят защита срещу обратно изтичане, сухите вакуумни помпи са способни да осигурят непрекъснато, свободно от обратно изтичане и свободно от въглеводороди отвакуумяване, което елиминира замърсяването на повърхностите на подложките и изкривяването на съотношенията в състава на филмовете. Вакуумните помпи са най-ефективни при нанасяне на покрития върху полупроводникови устройства, MEMS сензори и напреднали фотонни приложения, тъй като контролът на реактивните газове по време на процеса на нанасяне на покрития е от решаващо значение за получаване на нанометрови филми с прецизна дебелина, равномерност и адхезия.
По-високи общи скорости на преработка и значително по-ниски дългосрочни експлоатационни разходи за обекти с високоточни операции по нанасяне на покрития се дължат на пряката изгода, като например по-чести спирания за поддръжка и по-малко време за почистване.
Сухи вакуумни помпи за биомедицинските науки и съответствие с GMP: лиофилизация, стерилна филтрация и аналитично оборудване
Значението на сухите вакуумни помпи в областта на науките за живота не може да се преувеличи, тъй като последствията от повреда на продукта могат да застрашат живота. В лабораторна обстановка тези помпи помагат на лабораторията да осигури съответствие с нормативните изисквания и да поддържа непрекъснат работен процес. При лиофилизацията, премахването на вода от биологични проби и вакуумната филтрация на инжекционни лекарства критично важна е безмаслената конструкция. Микробното размножаване представлява риск при филтри за лекарства, които съдържат дори минимално количество въглеводороди. Герметичната конструкция също предотвратява обратния поток на замърсяващи вещества, осигурявайки съответствие с принципите на добра производствена практика (GMP): чисти, проследими и готови за одит операции. При анализите с някои уреди, например масови спектрометри, се използват сухи вакуумни помпи, за да се елиминира влиянието на летливите органични съединения върху измерванията. Според доклада на Понемон Институт през 2023 г. средната стойност на загубите от един инцидент, свързан с замърсяване, е била приблизително 740 000 щ.д. За тези сухи вакуумни помпи е важно да осигуряват надеждна работа, тъй като повредата им може да доведе до значителни финансови загуби. Освен това тези системи са проектирани за чисти помещения от ISO клас 5–7 и осигуряват стерилност от основните изследвания до производството.
Часто задавани въпроси
За каква цел се използват сухите вакуумни помпи при производството на полупроводникови устройства?
Сухите вакуумни помпи са от жизнено значение за създаването на ултрависок вакуум при процесите екстремно ултравиолетова фотолитография и плазмено травиране, като отстраняват остатъчните газове, за да осигурят стабилна плазма и непрекъснати пътища за EUV светлината – всичко това е фундаментално за дефинирането на структури с размер под 10 nm в полупроводниковите устройства.
Какво е значението на безмаслената работа при напредналите полупроводникови възли?
Безмаслената работа е важна, защото замърсяването с въглеводороди – резултат от използването на маслени смазки в помпите – може да предизвика дефекти, които от своя страна негативно влияят върху добива, например къси съединения в транзисторите. Затова сухите вакуумни помпи са критични за процеси като химическото утайване от пара (CVD).
Какви са предимствата на сухите вакуумни помпи при производството на OLED и батерии?
Органичните материали при производството на OLED се окисляват и като резултат от това качеството на пикселите не е последователно; поради това възниква необходимост от производството на батерии, за да се елиминира влагата и да се подобри работата и капацитетът на клетката чрез осигуряване на напълване на електролита до желаното ниво. Това е възможно единствено благодарение на сухите вакуумни помпи при производството на OLED и батерии.
Какви са функциите на сухите вакуумни помпи в областта на жизнените науки?
В областта на жизнените науки сухите вакуумни помпи допринасят за спазването на добрите производствени практики (GMP), като осигуряват среда, свободна от замърсявания, за процесите на лиофилизация и стерилна филтрация, както и за потискане на растежа на микроорганизми в инжекционни лекарства и за защита на работата на аналитичните уреди.