Proizvodnja sustava za distribuciju plina u industriji poluvodiča Hrvatska

U proizvodnji poluvodiča plinovi obavljaju sav posao, a laseri privlače svu pozornost. Dok laseri urežu uzorke tranzistora u silicij, urezivanje koje prvo taloži silicij i razgrađuje laser da bi napravio kompletne sklopove je niz plinova. Nije iznenađujuće da su ti plinovi, koji se koriste za razvoj mikroprocesora kroz višefazni proces, visoke čistoće. Uz ovo ograničenje, mnogi od njih imaju i drugih briga i ograničenja. Neki od plinova su kriogeni, drugi su korozivni, a treći vrlo otrovni.

Sve u svemu, ova ograničenja čine proizvodnju sustava distribucije plina za industriju poluvodiča velikim izazovom. Specifikacije materijala su zahtjevne. Osim specifikacija materijala, plinsko distribucijsko polje je složeno elektromehaničko polje međusobno povezanih sustava. Okoline u kojima se okupljaju složene su i preklapaju se. Završna izrada odvija se na licu mjesta kao dio procesa ugradnje. Orbitalno lemljenje pomaže u ispunjavanju visokih specifikacija zahtjeva distribucije plina dok proizvodnju u tijesnim, izazovnim okruženjima čini lakšom za upravljanje.

Kako industrija poluvodiča koristi plinove

Prije pokušaja planiranja proizvodnje plinskog distribucijskog sustava, potrebno je razumjeti barem osnove proizvodnje poluvodiča. U svojoj srži, poluvodiči koriste plinove za taloženje gotovo elementarnih krutina na površinu na vrlo kontroliran način. Te se taložene krute tvari zatim modificiraju uvođenjem dodatnih plinova, lasera, kemijskih sredstava za jetkanje i topline. Koraci u općem procesu su:

Taloženje: Ovo je proces stvaranja početne silicijske pločice. Plinovi prekursori silicija pumpaju se u komoru za vakuumsko taloženje i tvore tanke silikonske pločice putem kemijskih ili fizičkih interakcija.

Fotolitografija: Foto dio se odnosi na lasere. U višem ekstremnom ultraljubičastom litografskom (EUV) spektru koji se koristi za izradu čipova najviših specifikacija, laser s ugljičnim dioksidom koristi se za urezivanje krugova mikroprocesora u pločicu.

Jetkanje: Tijekom procesa jetkanja, plin halogen-ugljik pumpa se u komoru za aktiviranje i otapanje odabranih materijala u silicijskoj podlozi. Ovaj proces učinkovito gravira laserski ispisan sklop na podlogu.

Dopiranje: Ovo je dodatni korak koji mijenja vodljivost ugravirane površine kako bi se odredili točni uvjeti pod kojima poluvodič provodi.

Žarenje: U ovom procesu, reakcije između slojeva vafla pokreću povišeni tlak i temperatura. U biti, finalizira rezultate prethodnog procesa i stvara finalizirani procesor u pločici.

Čišćenje komore i linije: Plinovi korišteni u prethodnim koracima, posebno jetkanje i dopiranje, često su vrlo toksični i reaktivni. Stoga procesnu komoru i plinske vodove koji je opskrbljuju potrebno je napuniti neutralizirajućim plinovima kako bi se smanjile ili eliminirale štetne reakcije, a zatim napuniti inertnim plinovima kako bi se spriječio upad bilo kakvih kontaminirajućih plinova iz vanjskog okoliša.

Sustavi distribucije plina u industriji poluvodiča često su složeni zbog mnogo različitih uključenih plinova i stroge kontrole protoka plina, temperature i tlaka koji se moraju održavati tijekom vremena. Ovo je dodatno komplicirano ultra-visokom čistoćom koja je potrebna za svaki plin u procesu. Plinovi korišteni u prethodnom koraku moraju se isprati iz vodova i komora ili na neki drugi način neutralizirati prije nego što može započeti sljedeći korak procesa. To znači da postoji veliki broj specijaliziranih vodova, sučelja između sustava zavarenih cijevi i crijeva, sučelja između crijeva i cijevi i plinskih regulatora i senzora te sučelja između svih prethodno navedenih komponenti i ventila i sustava za brtvljenje. dizajniran da spriječi onečišćenje cjevovoda opskrbe prirodnim plinom od zamjene.

Osim toga, eksterijeri čistih prostorija i specijalni plinovi bit će opremljeni sustavima opskrbe plinom u rasutom stanju u okruženjima čistih soba i specijaliziranim zatvorenim područjima kako bi se ublažile sve opasnosti u slučaju slučajnog istjecanja. Zavarivanje ovih plinskih sustava u tako složenom okruženju nije lak zadatak. Međutim, uz brigu, pozornost na detalje i odgovarajuću opremu, ovaj se zadatak može uspješno izvršiti.

Proizvodnja plinskih distribucijskih sustava u industriji poluvodiča

Materijali koji se koriste u poluvodičkim sustavima distribucije plina vrlo su promjenjivi. Mogu uključivati ​​stvari poput metalnih cijevi i crijeva obloženih PTFE-om za otpornost na visoko korozivne plinove. Najčešći materijal koji se koristi za cjevovode opće namjene u industriji poluvodiča je nehrđajući čelik 316L - varijanta nehrđajućeg čelika s niskim udjelom ugljika. Kada je riječ o 316L u odnosu na 316, 316L je otporniji na interkristalnu koroziju. Ovo je važno razmatranje kada se radi o nizu vrlo reaktivnih i potencijalno hlapljivih plinova koji mogu nagrizati ugljik. Zavarivanje nehrđajućeg čelika 316L oslobađa manje taloga ugljika. Također smanjuje mogućnost erozije granica zrna, što može dovesti do rupičaste korozije u zavarenim spojevima i zonama pod utjecajem topline.

Kako bi se smanjila mogućnost korozije cjevovoda koja dovodi do korozije i kontaminacije linije proizvoda, nehrđajući čelik 316L zavaren zaštitnim plinom čistim argonom i zavarene tračnice zaštićene plinom volframom standard su u industriji poluvodiča. Jedini postupak zavarivanja koji pruža kontrolu potrebnu za održavanje okoliša visoke čistoće u procesnim cjevovodima. Automatizirano orbitalno zavarivanje dostupno je samo u distribuciji plina poluvodiča