Pembuatan sistem taburan gas dalam industri semikonduktor

Dalam pembuatan semiconductor, gas melakukan semua kerja keras dan laser mendapat semua perhatian. Walaupun laser memang mencukur pola transistor ke dalam silikon, cucian pertama yang menyetorkan silikon dan memecah laser untuk membuat litar lengkap adalah siri gas. Bukanlah sesuatu yang mengejutkan bahawa gas-gas ini, yang digunakan untuk mengembangkan mikropemproses melalui proses berperingkat, adalah pada tahap kepuretan tinggi. Selain daripada keterbatasan ini, ramai di antaranya mempunyai masalah dan keterbatasan lain. Beberapa gas adalah kriogenik, beberapa lagi adalah kerosif, dan yang lain sangat toksik.

Secara keseluruhan, kehadiran keterbatasan ini menjadikan pembuatan sistem pengedaran gas untuk industri semikonduktor satu cabaran yang besar. Spesifikasi bahan adalah sangat menuntut. Selain daripada spesifikasi bahan, sebuah rangkaian pengedaran gas merupakan satu jaringan elektromekanik yang kompleks dengan sistem-sistem saling berhubung. Alam sekitar di mana ia dirakitkan adalah kompleks dan saling bertindih. Proses fabrikasi akhir dilakukan di tapak sebagai sebahagian daripada proses pemasangan. Penyuduan orbit membantu memenuhi spesifikasi tinggi untuk keperluan pengedaran gas sambil membuat pembuatan dalam alam sekitar yang ketat dan mencabar menjadi lebih terkawal.

Bagaimana industri semikonduktor menggunakan gas

Sebelum mencuba merancang pengeluaran satu sistem pengedaran gas, adalah perlu untuk memahami sekurang-kurangnya asas pembuatan semiconductor. Pada intinya, semiconductor menggunakan gas untuk memendap pepejal hampir murni pada permukaan secara sangat terkawal. Pepejal yang dipendapkan ini kemudiannya diubah dengan memperkenalkan gas tambahan, laz, etgen kimia, dan haba. Langkah-langkah dalam proses luas adalah:

Pendapan: Ini adalah proses mencipta silikon wafer awal. Gas pendahulu silikon dipompakan ke dalam kamar pendapan vakum dan membentuk wafer silikon nipis melalui interaksi kimia atau fizikal.

Fotolitografi: Bahagian foto merujuk kepada laz. Dalam spektrum litografi ultraviolet ekstrem (EUV) yang lebih tinggi yang digunakan untuk membuat cip spesifikasi tertinggi, laz karbon dioksida digunakan untuk mengukir litar mikropemproses ke dalam wafer.

Pengikisan: Semasa proses pengikisan, gas halogen-karbon dipompakan ke dalam kamar untuk mengaktifkan dan melarutkan bahan-bahan terpilih dalam substrat silikon. Proses ini secara berkesan mengukir litar cetakan laser ke atas substrat.

Penambahan Kebiasaan: Ini adalah langkah tambahan yang menukar keupayaan konduktiviti permukaan yang dikikis untuk menentukan syarat tepat di mana pembawa semikonduktor mengalir.

Pemanasan: Dalam proses ini, tindak balas antara lapisan wafer diperacuni oleh tekanan dan suhu yang tinggi. Secara asasnya, ia memperakhi hasil daripada proses sebelumnya dan mencipta pemproses akhir dalam wafer.

Pembersihan Bilik dan Garis: Gas yang digunakan dalam langkah-langkah sebelumnya, terutama dalam proses pengikisan dan pencemaran, sering kali sangat toksik dan reaktif. Oleh itu, bilik proses dan saluran gas yang menyupainya perlu diisi dengan gas penawar untuk mengurangkan atau membasmi tindak balas berbahaya, kemudian diisi dengan gas tidak aktif untuk mencegah masuknya sebarang gas pencemar dari persekitaran luar.

Sistem pengedaran gas dalam industri semiconductor sering kali kompleks kerana pelbagai jenis gas yang terlibat dan kawalan ketat aliran gas, suhu dan tekanan yang mesti dipertahankan dari masa ke masa. Ini menjadi lebih rumit oleh kerana keperluan kekalkakuan ultra-tinggi untuk setiap gas dalam proses. Gas yang digunakan dalam langkah sebelumnya mesti dikeluarkan daripada saluran dan kamar atau dilupuskan sebelum langkah seterusnya boleh bermula. Ini bermaksud bahawa terdapat banyak saluran khas, antara muka di antara sistem paip las dan selang, antara muka di antara selang dan paip dengan pengawal gas dan sensor, dan antara muka di antara semua komponen yang disebutkan sebelum ini dengan keri dan sistem pengepapan yang direka untuk mengelakkan pencemaran saluran gas semula jadi daripada ditukar.

Selain itu, eksterior bilik bersih dan gas khas akan dilengkapi dengan sistem pasokan gas bulk dalam lingkungan bilik bersih dan kawasan terkandung khas untuk mengurangkan sebarang bahaya jika terjadi kebocoran tidak sengaja. Menyambung sistem gas ini dalam situasi persekitaran yang kompleks bukanlah tugasan yang mudah. Walau bagaimanapun, dengan perhatian, fokus terhadap butir-butir dan kelengkapan yang sesuai, tugas ini boleh diselesaikan dengan jayanya.

Pengeluaran sistem taburan gas dalam industri semikonduktor

Bahan yang digunakan dalam sistem pengedaran gas semikonduktor adalah sangat pelbagai. Ia boleh termasuk perkara seperti paip logam berlapis PTFE dan selang untuk menahan gas yang sangat kerosak. Bahan yang paling biasa digunakan untuk paip tujuan am dalam industri semikonduktor adalah keluli tahan karat 316L - satu varian keluli tahan karat dengan kandungan karbon rendah. Apabila membincangkan 316L berbanding 316, 316L lebih tahan terhadap kerosakan antarakeratan. Ini adalah pertimbangan yang penting apabila berhadapan dengan julat gas yang sangat reaktif dan mungkin mudah meletup yang boleh mengerosak karbon. Penyambungan keluli tahan karat 316L membebaskan kurang karbon endapan. Ia juga mengurangkan kemungkinan erosi sempadan bijih, yang boleh menyebabkan kerosakan akibat lubang dalam penyambungan dan zon terjejas haba.

Untuk mengurangkan kemungkinan kerosakan paip akibat kerosakan korosi baris produk dan pencemaran, keluli tahan karat 316L yang dilas dengan gas pelindung argon murni dan rel las berlapis gas tungsten adalah piawaian dalam industri semikonduktor. Proses las satu-satunya yang memberikan kawalan yang diperlukan untuk mengekalkan persekitaran keadaan ketelusan tinggi dalam paip proses. Las orbit automatik hanya tersedia dalam taburan gas semikonduktor