Produksjon av gassdistribusjonssystemer i halvlederindustrien Norge

I halvlederfabrikasjon gjør gasser alt arbeidet og lasere får all oppmerksomheten. Mens lasere etser transistormønstre til silisium, er etsingen som først avsetter silisiumet og bryter ned laseren for å lage komplette kretser en serie gasser. Det er ikke overraskende at disse gassene, som brukes til å utvikle mikroprosessorer gjennom en flertrinnsprosess, er av høy renhet. I tillegg til denne begrensningen har mange av dem andre bekymringer og begrensninger. Noen av gassene er kryogene, andre er etsende, og atter andre er svært giftige.

Alt i alt gjør disse begrensningene produksjon av gassdistribusjonssystemer for halvlederindustrien til en betydelig utfordring. Materialspesifikasjoner er krevende. I tillegg til materialspesifikasjoner, er en gassfordelingsgruppe en kompleks elektromekanisk rekke av sammenkoblede systemer. Miljøene de er satt sammen i er komplekse og overlappende. Endelig fabrikasjon skjer på stedet som en del av installasjonsprosessen. Orbital lodding bidrar til å oppfylle de høye spesifikasjonene for gassdistribusjonskrav, samtidig som produksjon i trange, utfordrende miljøer blir mer håndterlig.

Hvordan halvlederindustrien bruker gasser

Før du prøver å planlegge produksjonen av et gassdistribusjonssystem, er det nødvendig å forstå i det minste det grunnleggende om halvlederproduksjon. I kjernen bruker halvledere gasser til å avsette nesten-elementære faste stoffer på en overflate på en svært kontrollert måte. Disse avsatte faste stoffene blir deretter modifisert ved å introdusere ytterligere gasser, lasere, kjemiske etsemidler og varme. Trinnene i den brede prosessen er:

Deponering: Dette er prosessen med å lage den første silisiumplaten. Silisiumforløpergasser pumpes inn i et vakuumavsetningskammer og danner tynne silisiumskiver gjennom kjemiske eller fysiske interaksjoner.

Fotolitografi: Bildedelen refererer til lasere. I det høyere ekstreme ultrafiolett litografi (EUV) spekteret som brukes til å lage brikkene med høyest spesifikasjon, brukes en karbondioksidlaser til å etse mikroprosessorkretsene inn i waferen.

Etsing: Under etseprosessen pumpes halogen-karbongass inn i kammeret for å aktivere og løse opp utvalgte materialer i silisiumsubstratet. Denne prosessen graverer effektivt de lasertrykte kretsene inn på underlaget.

Doping: Dette er et ekstra trinn som endrer ledningsevnen til den etsede overflaten for å bestemme de nøyaktige forholdene halvlederen leder under.

Gløding: I denne prosessen utløses reaksjoner mellom waferlag av forhøyet trykk og temperatur. I hovedsak fullfører den resultatene av den forrige prosessen og lager den ferdige prosessoren i waferen.

Kammer- og ledningsrengjøring: Gassene som ble brukt i de foregående trinnene, spesielt etsing og doping, er ofte svært giftige og reaktive. Derfor må prosesskammeret og gassledningene som mater det fylles med nøytraliserende gasser for å redusere eller eliminere skadelige reaksjoner, og deretter fylles med inerte gasser for å forhindre inntrenging av forurensende gasser fra det ytre miljøet.

Gassdistribusjonssystemer i halvlederindustrien er ofte komplekse på grunn av de mange forskjellige gassene som er involvert og den tette kontrollen av gassstrøm, temperatur og trykk som må opprettholdes over tid. Dette kompliseres ytterligere av den ultrahøye renheten som kreves for hver gass i prosessen. Gassene som ble brukt i forrige trinn må spyles ut av ledningene og kamrene eller på annen måte nøytraliseres før neste trinn i prosessen kan begynne. Dette betyr at det er et stort antall spesialiserte linjer, grensesnitt mellom det sveisede rørsystemet og slangene, grensesnitt mellom slangene og rørene og gassregulatorene og sensorene, og grensesnitt mellom alle de tidligere nevnte komponentene og ventilene og tetningssystemene. utformet for å forhindre at forurensning av naturgass i rørledninger blir byttet ut.

I tillegg vil renroms eksteriør og spesialgasser utstyres med bulkgassforsyningssystemer i renromsmiljøer og spesialiserte avgrensede områder for å redusere eventuelle farer i tilfelle utilsiktet lekkasje. Å sveise disse gasssystemene i et så komplekst miljø er ingen enkel oppgave. Men med forsiktighet, oppmerksomhet på detaljer og riktig utstyr, kan denne oppgaven utføres vellykket.

Produksjon av gassdistribusjonssystemer i halvlederindustrien

Materialene som brukes i distribusjonssystemer for halvledergass er svært varierende. De kan inkludere ting som PTFE-forede metallrør og slanger for å motstå svært korrosive gasser. Det vanligste materialet som brukes til generell rørføring i halvlederindustrien er 316L rustfritt stål - en lavkarbon rustfritt stålvariant. Når det gjelder 316L versus 316, er 316L mer motstandsdyktig mot intergranulær korrosjon. Dette er en viktig faktor når man arbeider med en rekke svært reaktive og potensielt flyktige gasser som kan korrodere karbon. Sveising av 316L rustfritt stål frigjør mindre karbonutfellinger. Det reduserer også potensialet for korngrenserosjon, som kan føre til gropkorrosjon i sveiser og varmepåvirkede soner.

For å redusere muligheten for rørkorrosjon som fører til produktlinjekorrosjon og forurensning, er 316L rustfritt stål sveiset med ren argon-beskyttelsesgass og wolframgass-skjermede sveiseskinner standarden i halvlederindustrien. Den eneste sveiseprosessen som gir den nødvendige kontrollen for å opprettholde et miljø med høy renhet i prosessrør. Automatisert orbitalsveising er kun tilgjengelig i distribusjon av halvledergass