반도체 산업에서의 가스 배포 시스템 제작

반도체 제조 공정에서 가스는 모든 작업을 수행하고 레이저는 모든 주목을 받는다. 레이저가 실리콘에 트랜지스터 패턴을 새기는 것은 사실이지만, 먼저 실리콘을 씌우고 완전한 회로를 만들기 위해 레이저를 분해하는 것은 일련의 가스들이다. 이러한 여러 단계의 과정을 통해 마이크로프로세서를 개발하기 위해 사용되는 가스들이 높은 순도를 유지하는 것은 놀라운 일이 아니다. 이와 같은 제한 사항 외에도 많은 가스들은 다른 우려와 제한 사항들을 가지고 있다. 일부 가스는 저온 상태를 필요로 하고, 다른 일부는 부식성이 있으며, 또 다른 일부는 매우 독성이다.

전반적으로 이러한 제한 사항들은 반도체 산업용 가스 배포 시스템을 제조하는 데 상당한 도전 과제를 제공합니다. 재료 사양은 까다롭습니다. 또한 재료 사양 외에도, 가스 배포 어레이란 서로 연결된 시스템들의 복잡한 전기-기계 어레이입니다. 이들이 조립되는 환경은 복잡하고 중복됩니다. 최종 제작은 설치 과정의 일부로 현장에서 이루어집니다. 궤도 용접(Orbital soldering)은 가스 배포 요구사항의 높은 사양을 충족시키는 데 도움을 주며, 좁고 도전적인 환경에서의 제조를 더 관리하기 쉽게 만듭니다.

반도체 산업이 가스를 사용하는 방법

가스 배포 시스템의 제조를 계획하기 전에 적어도 반도체 제조의 기본을 이해해야 합니다. 본질적으로 반도체는 매우 정밀하게 표면에 근접한 원소 상태의 고체를 가스를 사용하여 침착시킵니다. 이러한 침착된 고체들은 추가적인 가스, 레이저, 화학적 식각제 및 열을 도입하여 수정됩니다. 광범위한 공정의 단계는 다음과 같습니다:

침착: 이는 초기 실리콘 웨이퍼를 생성하는 과정입니다. 실리콘 전구체 가스가 진공 침착 챔버에 주입되어 화학적 또는 물리적 상호작용을 통해 얇은 실리콘 웨이퍼를 형성합니다.

포토리소그래피: '포토' 부분은 레이저를 의미합니다. 최고 사양의 칩을 만드는 데 사용되는 극자외선 리소그래피(EUV) 스펙트럼의 고주파 영역에서는 이산화탄소 레이저가 웨이퍼에 마이크로프로세서 회로를 새기는데 사용됩니다.

에칭: 에칭 과정 중에 할로겐-탄소 가스가 챔버 내로 주입되어 실리콘 기판의 선택된 재료를 활성화하고 용해시킵니다. 이 과정은 레이저 인쇄된 회로를 기판에 효과적으로 새깁니다.

도핑: 이것은 에칭 표면의 전도성을 변경하여 반도체가 전기를 전도하는 정확한 조건을 결정하는 추가 단계입니다.

アニ링: 이 과정에서는 높은 압력과 온도로 웨이퍼층 사이의 반응을 유발합니다. 기본적으로 이는 이전 과정의 결과를 최종화하고 웨이퍼에서 완성된 프로세서를 생성합니다.

챔버 및 라인 청소: 이전 단계에서 사용된 가스, 특히 에칭과 도핑에 사용된 가스는 종종 매우 독성 있고 반응성이 강합니다. 따라서 프로세스 챔버와 이를 공급하는 가스 라인은 유해한 반응을 줄이거나 제거하기 위해 중화 가스로 채워지고, 이후 오염 가스의 침입을 방지하기 위해隋성 가스로 채워집니다.

반도체 산업에서 가스 배분 시스템은 종종 여러 가지 다른 가스들이 관여하고 시간이 지나면서 유지되어야 하는 가스 흐름, 온도 및 압력의 엄격한 제어 때문에 복잡합니다. 이는 프로세스 내 각 가스에 대해 요구되는 초고순도로 인해 더욱 복잡해집니다. 이전 단계에서 사용된 가스들은 다음 단계를 시작하기 전에 라인과 챔버에서 제거되거나 중화되어야 합니다. 이는 특수한 라인이 많이 필요하며 용접관 시스템과 호스 간의 인터페이스, 호스와 튜브가 가스 규제 장치 및 센서와 연결되는 인터페이스, 그리고 앞서 언급된 모든 구성 요소와 자연 가스 공급을 교체하는 것을 방지하기 위한 밸브 및 밀봉 시스템 간의 인터페이스가 있다는 것을 의미합니다.

또한, 클린룸 외부와 특수 가스 시스템은 사고로 인한 누출 시 발생할 수 있는 위험을 줄이기 위해 클린룸 환경 및 전용 폐쇄 공간에 대형 가스 공급 시스템이 설치됩니다. 이러한 복잡한 환경에서 이러한 가스 시스템을 용접하는 것은 쉬운 작업이 아닙니다. 그러나 주의 깊게 하고 세부 사항에 신경을 기울이며 적절한 장비를 사용하면 이 작업을 성공적으로 수행할 수 있습니다.

반도체 산업에서의 가스 배포 시스템 제조

반도체 가스 배포 시스템에 사용되는 재료들은 매우 다양합니다. 이는 높은 부식성을 가진 가스에 저항하기 위해 PTFE 코팅 금속 파이프와 호스 등을 포함할 수 있습니다. 반도체 산업에서 일반적인 용도의 파이프링에 가장 흔히 사용되는 재료는 316L 스테인레스 스틸입니다. 이는 저탄소 스테인레스 스틸 변종입니다. 316L과 316을 비교했을 때, 316L은 입계 부식에 더 강합니다. 이는 탄소를 부식시킬 수 있는 다양한 높은 반응성 및 잠재적으로 불안정한 가스를 다룰 때 중요한 고려 사항입니다. 316L 스테인레스 스틸을 용접하면 더 적은 양의 탄소 결정질이 방출됩니다. 또한 용접부와 열 영향 구역에서 점식 부식으로 이어질 수 있는 결정 경계 침식 가능성을 줄입니다.

제품 라인 부식 및 오염을 줄이기 위해 316L 스테인레스는 순수 아르곤 보호 가스와 텅스텐 가스 보호 용접 레일로 용접되며, 이는 반도체 산업의 표준입니다. 프로세스 파이핑에서 고순도 환경을 유지하기 위해 필요한 제어를 제공하는 유일한 용접 공정입니다. 자동 궤도 용접은 반도체 가스 배포에서만 가능합니다.