Systemdesign für Gase zur Herstellung von Halbleitern Deutschland

Mit dem Wachstum des Halbleitermarktes werden die Standards für Reinheit und Genauigkeit immer strenger. Einer der entscheidenden Faktoren für die Qualität der Halbleiterherstellung sind die im Prozess verwendeten Gase. Diese Gase spielen im Herstellungsprozess viele Rollen, darunter:

Präzise Prozesskontrolle

Kontaminationsprävention

Verbesserung der metallurgischen Eigenschaften

Um diese Aufgaben effektiv erfüllen zu können, muss das Gasversorgungs- und -verteilungssystem effizient sein. Das Design der in der Halbleiterherstellung verwendeten Gashandhabungssysteme muss durch robuste Komponenten und kundenspezifische Baugruppen unterstützt werden, um eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Produktion von Halbleitern zu gewährleisten.

Bei der Halbleiterherstellung verwendete Gase

Der Herstellungsprozess von Halbleitern erfordert in verschiedenen Prozessphasen den Einsatz unterschiedlicher Gase.

Während gängige Gase wie Stickstoff, Wasserstoff, Argon und Helium in reiner Form verwendet werden können, können für bestimmte Prozesse spezielle Mischungen erforderlich sein. Silane oder Siloxane, Hexafluoride, Halogenide und Kohlenwasserstoffe sind einige der Spezialgase, die bei der Halbleiterherstellung verwendet werden. Viele dieser Gase können gefährlich oder hochreaktiv sein, was die Auswahl und Konstruktion von Komponenten für Gassysteme vor Herausforderungen stellt.

Hier sind einige Beispiele:

Aufgrund ihrer geringen Atomgröße und ihres Gewichts können Wasserstoff und Helium leicht aus Rohrleitungs- und Armaturensystemen austreten.

Silane sind leicht entzündlich und können in der Luft spontan verbrennen (Selbstentzündung).

Stickstoffdifluorid, das bei der Abscheidung, dem Ätzen und der Kammerreinigung verwendet wird, wird zu einem starken Treibhausgas, wenn es in die Umwelt gelangt.

Fluorwasserstoff (Ätzgas) hat eine stark korrosive Wirkung auf Metallrohre.

Die Handhabung von Trimethylgallium und Ammoniak kann schwierig sein – kleine Schwankungen in ihren Temperatur- und Druckanforderungen können den Abscheidungsprozess beeinträchtigen.

Die Kontrolle der Prozessbedingungen zur Minimierung der negativen Auswirkungen dieser Gase muss bei der Systemkonstruktion oberste Priorität haben. Ebenso wichtig ist es, beim Bauprozess Komponenten höchster Qualität wie AFK-Membranventile zu verwenden.

Bewältigung von Herausforderungen beim Systemdesign

Halbleitergase sind in den meisten Fällen hochrein und sorgen für inerte Bedingungen oder verstärken Reaktionen in verschiedenen Phasen des Herstellungsprozesses, wie z. B. Ätz- und Abscheidungsgase. Leckagen oder Verunreinigungen solcher Gase können negative Auswirkungen haben. Daher ist es wichtig, dass die verwendeten Systemkomponenten hermetisch abgedichtet und korrosionsbeständig sind und eine glatte Oberflächenbeschaffenheit (elektrolytisches Polieren) aufweisen, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen möglich sind und ein extrem hohes Maß an Sauberkeit aufrechterhalten werden kann.

Darüber hinaus können einige dieser Gase erhitzt oder gekühlt werden, um die gewünschten Prozessbedingungen zu erreichen. Gut isolierte Komponenten gewährleisten die Temperaturkontrolle, die für die effiziente Leistung des Endprodukts entscheidend ist.

Vom Quelleneinlass bis zum Verbrauchsort unterstützt das breite Komponentensortiment von AFK die in Halbleiter-Reinräumen und Vakuumkammern erforderliche ultrahohe Reinheit, Temperatur-, Druck- und Durchflusskontrolle.

Entwickelte Systeme mit Qualitätskomponenten in Halbleiterfabriken

Die Qualität der Komponenten und die Optimierung des Designs sind für die präzise Steuerung und sichere Herstellung von Halbleitern von entscheidender Bedeutung. Die verwendeten Komponenten müssen robust und dicht sein, um den unterschiedlichen Prozessbedingungen in den verschiedenen Herstellungsphasen gerecht zu werden. Die hochwertigen Ventile, Armaturen, Regler, Rohrleitungen und Dichtungshalterungen von AFK zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

Ultrahohe Reinheit

Leckagefreie Dichtungen

Temperaturgesteuerte Isolierung

Druckkontrolle

Korrosionsbeständigkeit

Elektrolytische Polierbehandlung