Fabricarea sistemelor de distribuție a gazelor în industria semiconductoarelor România

În fabricarea semiconductoarelor, gazele fac toată munca, iar laserele primesc toată atenția. În timp ce laserele gravează modelele de tranzistori în siliciu, gravarea care depune mai întâi siliciul și descompune laserul pentru a face circuite complete este o serie de gaze. Nu este surprinzător faptul că aceste gaze, care sunt utilizate pentru a dezvolta microprocesoare printr-un proces în mai multe etape, sunt de înaltă puritate. Pe lângă această limitare, multe dintre ele au alte preocupări și limitări. Unele dintre gaze sunt criogenice, altele sunt corozive, iar altele sunt foarte toxice.

Una peste alta, aceste limitări fac din fabricarea sistemelor de distribuție a gazelor pentru industria semiconductoare o provocare considerabilă. Specificațiile materialelor sunt exigente. Pe lângă specificațiile materialelor, o rețea de distribuție a gazelor este o rețea electromecanică complexă de sisteme interconectate. Mediile în care sunt asamblate sunt complexe și se suprapun. Fabricarea finală are loc la fața locului, ca parte a procesului de instalare. Lipirea orbitală ajută la îndeplinirea specificațiilor înalte ale cerințelor de distribuție a gazului, făcând în același timp producția în medii dificile, mai ușor de gestionat.

Cum folosește industria semiconductoarelor gazele

Înainte de a încerca să planificați fabricarea unui sistem de distribuție a gazelor, este necesar să înțelegeți cel puțin elementele de bază ale producției de semiconductori. În centrul său, semiconductorii folosesc gaze pentru a depune solide aproape elementare pe o suprafață într-un mod extrem de controlat. Aceste solide depuse sunt apoi modificate prin introducerea de gaze suplimentare, lasere, agenți chimici și căldură. Etapele procesului larg sunt:

Depunere: Acesta este procesul de creare a plachetei inițiale de siliciu. Gazele precursoare de siliciu sunt pompate într-o cameră de depunere în vid și formează plachete subțiri de siliciu prin interacțiuni chimice sau fizice.

Fotolitografie: Secțiunea foto se referă la lasere. În spectrul litografiei ultraviolete extreme superioare (EUV) utilizat pentru a realiza cipurile cu cele mai înalte specificații, un laser cu dioxid de carbon este utilizat pentru a grava circuitul microprocesorului în plachetă.

Gravare: În timpul procesului de gravare, gazul halogen-carbon este pompat în cameră pentru a activa și dizolva materialele selectate în substratul de siliciu. Acest proces gravează eficient circuitele imprimate cu laser pe substrat.

Dopaj: Acesta este un pas suplimentar care modifică conductivitatea suprafeței gravate pentru a determina condițiile exacte în care conducă semiconductorul.

Recoacere: În acest proces, reacțiile dintre straturile de plachetă sunt declanșate de presiune și temperatură ridicate. În esență, finalizează rezultatele procesului anterior și creează procesorul finalizat în wafer.

Curățarea camerei și a liniilor: gazele utilizate în etapele anterioare, în special gravarea și dopajul, sunt adesea foarte toxice și reactive. Prin urmare, camera de proces și conductele de gaz care o alimentează trebuie umplute cu gaze neutralizante pentru a reduce sau elimina reacțiile dăunătoare și apoi umplute cu gaze inerte pentru a preveni pătrunderea oricăror gaze contaminante din mediul exterior.

Sistemele de distribuție a gazelor din industria semiconductoarelor sunt adesea complexe din cauza numeroaselor gaze diferite implicate și a controlului strict al debitului, temperaturii și presiunii gazului care trebuie menținut în timp. Acest lucru este complicat și mai mult de puritatea ultra-înaltă necesară pentru fiecare gaz din proces. Gazele utilizate în etapa anterioară trebuie eliminate din conducte și camere sau neutralizate în alt mod înainte de a începe următoarea etapă a procesului. Aceasta înseamnă că există un număr mare de linii specializate, interfețe între sistemul de tuburi sudate și furtunuri, interfețe între furtunuri și tuburi și regulatoarele și senzorii de gaz și interfețe între toate componentele menționate anterior și supapele și sistemele de etanșare. concepute pentru a preveni schimbarea contaminării conductelor de alimentare cu gaz natural.

În plus, exterioarele camerelor curate și gazele speciale vor fi echipate cu sisteme de alimentare cu gaz în vrac în mediile camerelor curate și în zone închise specializate pentru a atenua orice pericol în cazul unei scurgeri accidentale. Sudarea acestor sisteme de gaz într-un mediu atât de complex nu este o sarcină ușoară. Cu toate acestea, cu grijă, atenție la detalii și echipamentul potrivit, această sarcină poate fi îndeplinită cu succes.

Fabricarea sistemelor de distribuție a gazelor în industria semiconductoarelor

Materialele utilizate în sistemele de distribuție a gazelor semiconductoare sunt foarte variabile. Acestea pot include lucruri precum țevi și furtunuri metalice căptușite cu PTFE pentru a rezista la gaze foarte corozive. Cel mai comun material folosit pentru conductele de uz general în industria semiconductoarelor este oțelul inoxidabil 316L - o variantă de oțel inoxidabil cu conținut scăzut de carbon. Când vine vorba de 316L față de 316, 316L este mai rezistent la coroziunea intergranulară. Acesta este un aspect important atunci când aveți de-a face cu o serie de gaze foarte reactive și potențial volatile care pot coroda carbonul. Sudarea oțelului inoxidabil 316L eliberează mai puține precipitate de carbon. De asemenea, reduce potențialul de eroziune a granițelor, care poate duce la coroziune prin găuri în suduri și zonele afectate de căldură.

Pentru a reduce posibilitatea coroziunii conductelor care să conducă la coroziunea și contaminarea liniei de produse, oțelul inoxidabil 316L sudat cu gaz de protecție argon pur și șine de sudură protejate cu gaz tungsten este standardul în industria semiconductoarelor. Singurul proces de sudare care oferă controlul necesar pentru a menține un mediu de puritate ridicată în conductele de proces. Sudarea orbitală automată este disponibilă numai în distribuția de gaze semiconductoare