Produzione di sistemi di distribuzione del gas nell'industria dei semiconduttori Italia

Nella fabbricazione dei semiconduttori, i gas svolgono tutto il lavoro e i laser ricevono tutta l’attenzione. Mentre i laser incidono modelli di transistor nel silicio, l'attacco che per primo deposita il silicio e scompone il laser per creare circuiti completi è una serie di gas. Non sorprende che questi gas, utilizzati per sviluppare microprocessori attraverso un processo a più fasi, siano di elevata purezza. Oltre a questa limitazione, molti di loro hanno altre preoccupazioni e limitazioni. Alcuni gas sono criogenici, altri sono corrosivi e altri ancora sono altamente tossici.

Nel complesso, queste limitazioni rendono la produzione di sistemi di distribuzione del gas per l’industria dei semiconduttori una sfida considerevole. Le specifiche dei materiali sono impegnative. Oltre alle specifiche dei materiali, un sistema di distribuzione del gas è un complesso sistema elettromeccanico di sistemi interconnessi. Gli ambienti in cui sono assemblati sono complessi e sovrapposti. La fabbricazione finale avviene in loco come parte del processo di installazione. La saldatura orbitale aiuta a soddisfare le elevate specifiche dei requisiti di distribuzione del gas, rendendo allo stesso tempo più gestibile la produzione in ambienti ristretti e difficili.

Come l'industria dei semiconduttori utilizza i gas

Prima di tentare di pianificare la realizzazione di un sistema di distribuzione del gas, è necessario comprendere almeno i fondamenti della produzione dei semiconduttori. Fondamentalmente, i semiconduttori utilizzano i gas per depositare solidi quasi elementari su una superficie in modo altamente controllato. Questi solidi depositati vengono quindi modificati introducendo gas aggiuntivi, laser, agenti chimici e calore. Le fasi del processo generale sono:

Deposizione: questo è il processo di creazione del wafer di silicio iniziale. I gas precursori del silicio vengono pompati in una camera di deposizione sotto vuoto e formano sottili wafer di silicio attraverso interazioni chimiche o fisiche.

Fotolitografia: la sezione fotografica si riferisce ai laser. Nello spettro più elevato della litografia ultravioletta estrema (EUV) utilizzato per realizzare i chip con le specifiche più elevate, viene utilizzato un laser ad anidride carbonica per incidere i circuiti del microprocessore nel wafer.

Incisione: durante il processo di incisione, il gas alogeno-carbonio viene pompato nella camera per attivare e dissolvere i materiali selezionati nel substrato di silicio. Questo processo incide efficacemente i circuiti stampati al laser sul substrato.

Doping: questo è un passaggio aggiuntivo che modifica la conduttività della superficie incisa per determinare le condizioni esatte in cui conduce il semiconduttore.

Ricottura: in questo processo, le reazioni tra gli strati di wafer vengono innescate da pressione e temperatura elevate. In sostanza, finalizza i risultati del processo precedente e crea il processore finalizzato nel wafer.

Pulizia della camera e della linea: i gas utilizzati nelle fasi precedenti, in particolare l'attacco e il drogaggio, sono spesso altamente tossici e reattivi. Pertanto, la camera di processo e le linee del gas che la alimentano devono essere riempite con gas neutralizzanti per ridurre o eliminare reazioni dannose, e quindi riempite con gas inerti per impedire l'intrusione di eventuali gas contaminanti dall'ambiente esterno.

I sistemi di distribuzione del gas nell'industria dei semiconduttori sono spesso complessi a causa dei numerosi gas diversi coinvolti e dello stretto controllo del flusso, della temperatura e della pressione del gas che deve essere mantenuto nel tempo. Ciò è ulteriormente complicato dall’elevatissima purezza richiesta per ciascun gas nel processo. I gas utilizzati nella fase precedente devono essere eliminati dalle linee e dalle camere o altrimenti neutralizzati prima che possa iniziare la fase successiva del processo. Ciò significa che esiste un gran numero di linee specializzate, interfacce tra il sistema di tubi saldati e i tubi flessibili, interfacce tra i tubi flessibili e i regolatori e i sensori del gas e interfacce tra tutti i componenti precedentemente menzionati e le valvole e i sistemi di tenuta progettato per impedire la contaminazione delle tubazioni della fornitura di gas naturale da sostituire.

Inoltre, gli esterni delle camere bianche e i gas speciali saranno dotati di sistemi di fornitura di gas sfuso negli ambienti delle camere bianche e nelle aree confinate specializzate per mitigare eventuali rischi in caso di perdite accidentali. Saldare questi sistemi di gas in un ambiente così complesso non è un compito facile. Tuttavia, con cura, attenzione ai dettagli e la giusta attrezzatura, questo compito può essere portato a termine con successo.

Produzione di sistemi di distribuzione del gas nell'industria dei semiconduttori

I materiali utilizzati nei sistemi di distribuzione del gas semiconduttore sono molto variabili. Possono includere elementi come tubi e tubi metallici rivestiti in PTFE per resistere ai gas altamente corrosivi. Il materiale più comune utilizzato per tubazioni di uso generale nell'industria dei semiconduttori è l'acciaio inossidabile 316L, una variante dell'acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio. Quando si tratta di 316L rispetto a 316, 316L è più resistente alla corrosione intergranulare. Questa è una considerazione importante quando si ha a che fare con una gamma di gas altamente reattivi e potenzialmente volatili che possono corrodere il carbonio. La saldatura dell'acciaio inossidabile 316L rilascia meno precipitati di carbonio. Riduce inoltre il rischio di erosione dei bordi dei grani, che può portare alla corrosione per vaiolatura nelle saldature e nelle zone interessate dal calore.

Per ridurre la possibilità che la corrosione delle tubazioni porti alla corrosione e alla contaminazione della linea di prodotti, l'acciaio inossidabile 316L saldato con gas di protezione argon puro e guide di saldatura protette con gas tungsteno rappresenta lo standard nel settore dei semiconduttori. L'unico processo di saldatura che fornisce il controllo necessario per mantenere un ambiente ad elevata purezza nelle tubazioni di processo. La saldatura orbitale automatizzata è disponibile solo nella distribuzione del gas semiconduttore