Kritická role plynových distribučních systémů ve výrobě v polovodičovém průmyslu! Česká republika

Při výrobě polovodičů dělají veškerou práci plyny a veškerou pozornost přitahují lasery. Zatímco lasery leptají vzory tranzistorů do křemíku, leptání, které nejprve ukládá křemík a rozkládá laser, aby vytvořilo kompletní obvody, je série plynů. Není divu, že tyto plyny, které se používají k vývoji mikroprocesorů prostřednictvím vícestupňového procesu, mají vysokou čistotu. Kromě tohoto omezení má mnoho z nich další obavy a omezení. Některé plyny jsou kryogenní, jiné korozivní a další vysoce toxické.

Celkově vzato, tato omezení činí z výroby plynových distribučních systémů pro polovodičový průmysl značnou výzvu. Specifikace materiálu jsou náročné. Kromě materiálových specifikací je pole distribuce plynu komplexní elektromechanické pole vzájemně propojených systémů. Prostředí, ve kterých jsou sestavovány, jsou složitá a překrývají se. Finální výroba probíhá na místě jako součást procesu instalace. Orbitální svařování pomáhá splnit vysoké požadavky na distribuci plynu a zároveň usnadňuje výrobu v těsných a náročných prostředích.

Jak se používají plyny v polovodičovém průmyslu

Než se pokusíme naplánovat výrobu rozvodu plynu, je nutné porozumět alespoň základům výroby polovodičů. Polovodiče ve svém jádru využívají plyny k ukládání téměř elementárních pevných látek na povrch vysoce kontrolovaným způsobem. Tyto usazené pevné látky jsou poté modifikovány zavedením dalších plynů, laserů, chemických leptadel a tepla. Kroky v širokém procesu jsou:

Depozice: Toto je proces vytváření počátečního křemíkového plátku. Křemíkové prekurzorové plyny jsou čerpány do vakuové depoziční komory a tvoří tenké křemíkové plátky prostřednictvím chemických nebo fyzikálních interakcí.

Fotolitografie: Část fotografie se týká laserů. Ve spektru vyšší extrémní ultrafialové litografie (EUV) používaném k výrobě čipů nejvyšší specifikace se k leptání obvodů mikroprocesoru do destičky používá laser na bázi oxidu uhličitého.

Leptání: Během procesu leptání je do komory čerpán plynný halogen-uhlík, aby se aktivovaly a rozpustily vybrané materiály v křemíkovém substrátu. Tento proces účinně vyryje laserem vytištěné obvody na substrát.

Doping: Toto je další krok, který mění vodivost leptaného povrchu, aby se určily přesné podmínky, za kterých polovodič vede.

Žíhání: V tomto procesu jsou reakce mezi vrstvami plátků spouštěny zvýšeným tlakem a teplotou. V podstatě dokončuje výsledky předchozího procesu a vytváří finalizovaný procesor v waferu.

Čištění komory a potrubí: Plyny použité v předchozích krocích, zejména leptání a dopování, jsou často vysoce toxické a reaktivní. Proto je třeba procesní komoru a plynová vedení, která ji přivádějí, naplnit neutralizačními plyny, aby se snížily nebo eliminovat škodlivé reakce, a poté naplnit inertními plyny, aby se zabránilo pronikání jakýchkoli kontaminujících plynů z vnějšího prostředí.

Systémy distribuce plynu v polovodičovém průmyslu jsou často složité kvůli velkému množství různých plynů a přísné kontrole toku plynu, teplotě a tlaku, které musí být udržovány v průběhu času. To je dále komplikováno ultra vysokou čistotou vyžadovanou pro každý plyn v procesu. Plyny použité v předchozím kroku musí být vypláchnuty z potrubí a komor nebo jinak neutralizovány, než může začít další krok procesu. To znamená, že existuje velké množství specializovaných vedení, rozhraní mezi svařovanými trubkovými systémy a hadicemi, rozhraní mezi hadicemi a trubkami a regulátory plynu a senzory, jakož i rozhraní mezi všemi výše uvedenými součástmi a ventily a těsnícími systémy navrženými tak, aby zabránily kontaminace potrubí dodávky zemního plynu z výměny.

Kromě toho budou venkovní čisté prostory a speciální plyny vybaveny systémy pro zásobování plynem v čistých prostorech a ve specializovaných uzavřených prostorách, aby se zmírnilo jakékoli nebezpečí v případě náhodného úniku. Svařování těchto plynových systémů v tak složitém prostředí není snadný úkol. S péčí, pozorností k detailu a správným vybavením však lze tento úkol úspěšně splnit.

Výroba plynových rozvodů v polovodičovém průmyslu

Materiály používané v polovodičových rozvodech plynu jsou velmi variabilní. Mohou zahrnovat věci, jako jsou kovové trubky a hadice potažené PTFE, které odolávají vysoce korozivním plynům. Nejběžnějším materiálem používaným pro potrubí pro všeobecné použití v polovodičovém průmyslu je nerezová ocel 316L – varianta z nízkouhlíkové nerezové oceli. Pokud jde o 316L oproti 316, 316L je odolnější vůči mezikrystalové korozi. To je důležité při práci s řadou vysoce reaktivních a potenciálně těkavých plynů, které mohou korodovat uhlík. Svařování nerezové oceli 316L uvolňuje méně uhlíkových sraženin. Také snižuje možnost eroze na hranicích zrn, která může vést k důlkové korozi ve svarech a tepelně ovlivněných oblastech.

Aby se snížila možnost koroze potrubí vedoucí ke korozi a kontaminaci produktové řady, je standardem v polovodičovém průmyslu nerezová ocel 316L svařená ochranným plynem z čistého argonu a svařovací lišty chráněné wolframovým plynem. Jediný svařovací proces, který poskytuje kontrolu potřebnou k udržení vysoké čistoty prostředí v procesním potrubí. Automatizované orbitální svařování poskytuje pouze opakovatelné řízení procesu potřebné k dokončení svaru při výrobě polovodičových systémů distribuce plynu. Skutečnost, že uzavřené orbitální svařovací hlavy mohou pojmout přeplněné a obtížné prostory na složitých křižovatkách mezi oblastmi procesu, je významnou výhodou procesu.

Shenzhen Wofei Technology Co., Ltd, s více než 10 lety zkušeností v dodávkách průmyslových a speciálních plynů, materiálů, systémů zásobování plynem a plynového inženýrství pro polovodiče, LED, DRAM a TFT-LCD trhy, vám můžeme poskytnout materiály nezbytné k tomu, aby se vaše produkty dostaly do popředí průmyslu. Jsme schopni zajistit nejen širokou škálu ventilů a armatur pro polovodičové elektronické speciální plyny, ale také navrhnout plynovodní potrubí a instalaci zařízení pro naše zákazníky.