Kritická role systémů distribuce plynů ve výrobě v polovodičovém průmyslu!

V výrobě polovodičů dělají všechnu práci plyné a lasery dostávají veškerou pozornost. I když lasery opravdu vyřezávají vzory tranzistorů do křemíku, předchozí etching, který například uloží křemík a rozloží laser pro vytvoření kompletních obvodů, je sérií plinů. Nepřekvapí, že tyto plyny, které se používají k vyvinutí mikroprocesorů v rámci vícestupňového procesu, jsou velmi čisté. Kromě této omezení mnohé z nich mají další starosti a omezení. Některé plyny jsou kryogenní, jiné jsou korozičné a další jsou vysoko toxické.

Celkově tyto omezení činí výrobu systémů pro distribuci plynů pro polovodičový průmysl významnou výzvou. Specifikace materiálů jsou náročné. Kromě specifikací materiálů je systém pro distribuci plynu složitou elektromechanickou sítí propojených systémů. Prostředí, ve kterých jsou montovány, jsou složité a překrývající se. Konečná montáž probíhá na místě jako součást instalace. Orbitální svařování pomáhá splnit náročné požadavky na distribuci plynů, zatímco usnadňuje montáž v úzkých a významných prostředích.

Jak jsou plyny používány v polovodičovém průmyslu

Před tím, než se pokusíte plánovat výrobu systému pro distribuci plynu, je nutné pochopit alespoň základy výroby polovodičů. Ve své podstatě používají polovodiče plyny k depositaci téměř čistých pevných látek na povrch v velmi kontrolované formě. Tyto depositované pevné látky jsou pak upravovány přidáním dalších plynů, laserů, chemických etchantů a tepla. Kroky v širším procesu jsou:

Depositace: Jedná se o proces vytváření počátečního krystalu ze silicieu. Předchůdci siliciu ve formě plynů jsou pumpovány do vakuumové komory pro depositaci a tvoří tenké krystaly silicieu prostřednictvím chemických nebo fyzikálních interakcí.

Fotolitografie: Fotosekce odkazuje na lasery. V extrémně ultrafialové litografii (EUV) používané k výrobě nejmodernějších čipů je používán laser oxidu uhličitého k vyrytí mikropočítačového obvodu do krystalu.

Etching: Během procesu etchingu je do komory zastrkán halogen-síraný plyn pro aktivaci a rozpouštění vybraných materiálů v křemenném podloží. Tento proces účinně vyryje laserově tisknutou obvodovku do podloží.

Doping: Jedná se o další krok, který mění vodivost vyrytého povrchu s cílem určit přesné podmínky, za kterých polovodič provádí proud.

Annealing: V tomto procesu jsou mezi vrstvami vaku vyvolány reakce vyšším tlakem a teplotou. Ve skutečnosti ukončuje výsledky předchozího procesu a vytváří konečný procesor ve vaku.

Čištění komory a potrubí: Plyn, které se používají v předchozích krocích, zejména při etčení a dozingování, jsou často velmi toxické a reaktivní. Proto je třeba naplnit zpracovací komoru a plynová potrubí vedoucí do ní neutralizacími plyny, aby se snížily nebo odstranily škodlivé reakce, a poté je naplnit inertenmi plyny, aby se zabránilo proniknutí kontaminujících plynů z vnějšího prostředí.

Systémy distribuce plynu v polovodičovém průmyslu jsou často složité kvůli mnoha různým plynům zapojeným a kvůli přesné kontrole proudění plynu, teploty a tlaku, která musí být udržována v čase. To je dále komplikováno ultra-vysokou čistotou vyžadovanou pro každý plyn použitý v procesu. Plyny použité v předchozím kroku musejí být vypláchnuty z potrubí a komor nebo jinak neutralizovány předtím, než může začít další krok procesu. To znamená, že existuje velké množství specializovaných linek, rozhraní mezi svařenými trubkovými systémy a hadicemi, rozhraní mezi hadicemi a trubkami a regulátory plynu a senzory, stejně jako rozhraní mezi všemi dříve zmíněnými součástmi a ventilky a uzavíracími systémy navrženými tak, aby se zabránilo kontaminaci přirozeného plynu dodávaného do potrubí.

Navíc budou čistníkové vnější a specializované plynové systémy vybaveny systémy dodávky hmotných plnů v čistníkových prostředích a specializovaných uzavřených oblastech, aby se zmírnil jakýkoli nebezpečí v případě náhodného uniku. Svařování těchto plynových systémů v tak složitém prostředí není snadný úkol. Nicméně, s péčí, pozorností na detaily a správným vybavením lze tento úkol úspěšně splnit.

Výroba systémů pro distribuci plynu v polovodičovém průmyslu

Materiály používané v systémech distribuce plynů v polovodičovém průmyslu jsou velmi různorodé. Mohou zahrnovat například kovy potažené PTFE a šlahy odolné vůči vysoce korozičním plynům. Nejčastěji používaným materiálem pro obecné trubkovodní systémy v polovodičovém průmyslu je ocel 316L - varianta nerezavějící oceli s nízkým obsahem uhlíku. Pokud jde o rozdíl mezi 316L a 316, 316L je odolnější vůči mezerezové korozi. To je důležitý faktor při práci s rozsahem vysoce reaktivních a potenciálně nestabilních plynů, které mohou koroze uhlík. Svarování oceli 316L uvolňuje méně uhlíkových sedimentů. Zároveň snižuje riziko eroze hranic zrnek, což může vést ke krvavcové korozivnímu poškození svárů a zón ovlivněných teplem.

Pro snížení možnosti korozního poškození potrubí, které může vést ke koroznímu poškození a kontaminaci produkčních linek, je standardem v polovodičovém průmyslu použití nerdzavějící oceli 316L svařené pomocí čistého argonu jako ochranného plynu a s tungstenovými elektrodami v inercním plynovém svařování. Jediný svařovací proces, který poskytuje potřebnou kontrolu pro udržení vysoké čistoty v procesním potrubí. Automatizované orbitální svařování poskytuje jedině opakovatelnou kontrolu procesu potřebnou k dokončení svařování při výrobě systémů distribuce plynů v polovodičovém průmyslu. Skutečnost, že uzavřené orbitální svařovací hlavy mohou být umístěny i v těsných a obtížně dostupných prostorech na komplexních křižovatkách mezi procesními oblastmi, je významnou výhodou tohoto procesu.

Shenzhen Wofei Technology Co., Ltd., s více než 10 lety zkušeností v dodávce průmyslových a specialitních plynů, materiálů, systémů pro dodávku plynů a plynového inženýrství pro trhy s polovodiči, LED, DRAM a TFT-LCD, vám můžeme poskytnout materiály potřebné k tomu, abyste své produkty dostali na popředí průmyslu. Můžeme nabízet nejen širokou škálu ventilů a připojek pro specialitní plyny elektroniky a polovodičů, ale také navrhovat plynové trubkovodní systémy a instalaci zařízení pro naše zákazníky.