De cruciale rol van gasdistributiesystemen bij de productie in de halfgeleiderindustrie! Nederland

Bij de fabricage van halfgeleiders doen gassen al het werk en krijgen lasers alle aandacht. Terwijl lasers transistorpatronen in silicium etsen, bestaat het etsmiddel dat eerst het silicium afzet en de laser afbreekt om complete circuits te maken uit een reeks gassen. Het is niet verrassend dat deze gassen, die worden gebruikt om microprocessors te ontwikkelen via een meertrapsproces, een hoge zuiverheid hebben. Naast deze beperking hebben velen van hen nog andere zorgen en beperkingen. Sommige gassen zijn cryogeen, andere zijn corrosief en weer andere zijn zeer giftig.

Al met al maken deze beperkingen het vervaardigen van gasdistributiesystemen voor de halfgeleiderindustrie tot een aanzienlijke uitdaging. Materiaalspecificaties zijn veeleisend. Naast materiaalspecificaties is een gasdistributiearray een complexe elektromechanische reeks van onderling verbonden systemen. De omgevingen waarin ze worden geassembleerd zijn complex en overlappen elkaar. De uiteindelijke fabricage vindt ter plaatse plaats als onderdeel van het installatieproces. Orbitaal lassen helpt om te voldoen aan de hoge specificatie-eisen voor gasdistributie, terwijl de fabricage in krappe en uitdagende omgevingen beter beheersbaar wordt gemaakt.

Hoe gassen worden gebruikt in de halfgeleiderindustrie

Voordat we proberen de fabricage van een gasdistributiesysteem te plannen, is het noodzakelijk om op zijn minst de basisprincipes van de productie van halfgeleiders te begrijpen. In de kern gebruiken halfgeleiders gassen om bijna-elementaire vaste stoffen op een zeer gecontroleerde manier op een oppervlak af te zetten. Deze afgezette vaste stoffen worden vervolgens gemodificeerd door het introduceren van extra gassen, lasers, chemische etsmiddelen en warmte. De stappen in het brede proces zijn:

Afzetting: Dit is het proces waarbij de initiële siliciumwafel wordt gemaakt. Siliciumvoorlopergassen worden in een vacuümdepositiekamer gepompt en vormen dunne siliciumwafels door chemische of fysieke interacties.

Fotolithografie: Het fotogedeelte heeft betrekking op lasers. In het hogere extreme ultraviolette lithografie (EUV) spectrum dat wordt gebruikt om chips met de hoogste specificaties te maken, wordt een koolstofdioxidelaser gebruikt om de microprocessorcircuits in de wafer te etsen.

Etsen: Tijdens het etsproces wordt halogeen-koolstofgas in de kamer gepompt om geselecteerde materialen in het siliciumsubstraat te activeren en op te lossen. Dit proces graveert de lasergedrukte schakelingen effectief op het substraat.

Doping: Dit is een extra stap die de geleidbaarheid van het geëtste oppervlak verandert om de exacte omstandigheden te bepalen waaronder de halfgeleider geleidt.

Gloeien: Bij dit proces worden reacties tussen waferlagen veroorzaakt door verhoogde druk en temperatuur. In wezen voltooit het de resultaten van het vorige proces en creëert het de definitieve processor in de wafer.

Kamer- en lijnreiniging: De gassen die in de voorgaande stappen zijn gebruikt, vooral etsen en doping, zijn vaak zeer giftig en reactief. Daarom moeten de proceskamer en de gasleidingen die deze voeden, worden gevuld met neutraliserende gassen om schadelijke reacties te verminderen of te elimineren, en vervolgens worden gevuld met inerte gassen om het binnendringen van verontreinigende gassen uit de buitenomgeving te voorkomen.

Gasdistributiesystemen in de halfgeleiderindustrie zijn vaak complex vanwege de vele verschillende gassen die hierbij betrokken zijn en de strakke controle van de gasstroom, temperatuur en druk die in de loop van de tijd moet worden gehandhaafd. Dit wordt verder gecompliceerd door de ultrahoge zuiverheid die voor elk gas in het proces vereist is. De gassen die in de vorige stap zijn gebruikt, moeten uit de leidingen en kamers worden gespoeld of anderszins worden geneutraliseerd voordat de volgende stap van het proces kan beginnen. Dit betekent dat er een groot aantal gespecialiseerde leidingen bestaat, interfaces tussen gelaste buissystemen en slangen, interfaces tussen slangen en buizen en gasregelaars en sensoren, evenals interfaces tussen alle eerder genoemde componenten en kleppen en afdichtingssystemen die zijn ontworpen om te voorkomen pijpleidingverontreiniging van de aardgasvoorziening door verwisseling.

Bovendien zullen externe en speciale gassen voor cleanrooms worden uitgerust met bulkgastoevoersystemen in cleanroomomgevingen en gespecialiseerde besloten ruimtes om eventuele gevaren in het geval van accidentele lekkage te beperken. Het lassen van deze gassystemen in zo'n complexe omgeving is geen gemakkelijke taak. Met zorg, aandacht voor detail en de juiste apparatuur kan deze taak echter met succes worden volbracht.

Productie van gasdistributiesystemen in de halfgeleiderindustrie

Materialen die worden gebruikt in halfgeleidergasdistributiesystemen zijn zeer variabel. Ze kunnen zaken omvatten zoals met PTFE beklede metalen buizen en slangen om zeer corrosieve gassen te weerstaan. Het meest voorkomende materiaal dat wordt gebruikt voor leidingen voor algemeen gebruik in de halfgeleiderindustrie is 316L roestvrij staal - een roestvrijstalen variant met een laag koolstofgehalte. Als het gaat om 316L versus 316, is 316L beter bestand tegen interkristallijne corrosie. Dit is een belangrijke overweging bij het omgaan met een reeks zeer reactieve en potentieel vluchtige gassen die koolstof kunnen aantasten. Bij het lassen van 316L roestvrij staal komen minder koolstofneerslagen vrij. Het vermindert ook de kans op korrelgrenserosie, wat kan leiden tot putcorrosie in lassen en door hitte beïnvloede zones.

Om de kans op leidingcorrosie, die leidt tot corrosie en vervuiling van de productlijn, te verminderen, is 316L roestvrij staal, gelast met puur argon-beschermgas en met wolfraamgas afgeschermde lasrails, de standaard in de halfgeleiderindustrie. Het enige lasproces dat de controle biedt die nodig is om een ​​zeer zuivere omgeving in procesleidingen te behouden. Geautomatiseerd orbitaal lassen biedt alleen de herhaalbare procescontrole die nodig is om de las te voltooien bij de fabricage van halfgeleidergasdistributiesystemen. Het feit dat gesloten orbitale laskoppen geschikt zijn voor de drukke en moeilijke ruimtes op complexe kruispunten tussen procesgebieden is een aanzienlijk voordeel van het proces.

Shenzhen Wofei Technology Co., Ltd, met meer dan 10 jaar ervaring in de levering van industriële en speciale gassen, materialen, gastoevoersystemen en gastechniek voor de halfgeleider-, LED-, DRAM- en TFT-LCD-markten, kunnen wij u voorzien van de materialen die nodig zijn om uw producten op de voorgrond van de industrie te brengen. We kunnen niet alleen een breed scala aan kleppen en fittingen leveren voor speciale halfgeleidergassen, maar ook gasleidingen en apparatuurinstallaties voor onze klanten ontwerpen.