Производство газораспределительных систем в полупроводниковой промышленности Россия

В производстве полупроводников всю работу выполняют газы, а все внимание уделяется лазерам. В то время как лазеры вытравливают транзисторные структуры на кремнии, травление, которое сначала осаждает кремний и разрушает лазер для создания законченных схем, представляет собой серию газов. Неудивительно, что эти газы, которые в многоэтапном процессе используются для разработки микропроцессоров, имеют высокую чистоту. Помимо этого ограничения, у многих из них есть и другие проблемы и ограничения. Некоторые из газов криогенны, другие коррозионны, третьи высокотоксичны.

В целом эти ограничения делают производство газораспределительных систем для полупроводниковой промышленности серьезной проблемой. Требования к материалам требовательны. Помимо характеристик материала, газораспределительная система представляет собой сложную электромеханическую совокупность взаимосвязанных систем. Среда, в которой они собираются, сложна и частично перекрывается. Окончательное изготовление происходит на месте в рамках процесса установки. Орбитальная пайка помогает удовлетворить высокие требования к распределению газа, одновременно делая производство в стесненных и сложных условиях более управляемым.

Как полупроводниковая промышленность использует газы

Прежде чем пытаться спланировать изготовление газораспределительной системы, необходимо разобраться хотя бы в основах полупроводникового производства. По своей сути полупроводники используют газы для осаждения на поверхность почти элементарных твердых веществ строго контролируемым образом. Эти осажденные твердые вещества затем модифицируются путем введения дополнительных газов, лазеров, химических травителей и тепла. Этапы широкого процесса следующие:

Осаждение: это процесс создания исходной кремниевой пластины. Газы-прекурсоры кремния закачиваются в камеру вакуумного осаждения и формируют тонкие кремниевые пластины посредством химических или физических взаимодействий.

Фотолитография: В разделе фотографий речь идет о лазерах. В литографии с более высоким пределом ультрафиолетового излучения (EUV), используемой для изготовления чипов высочайшего качества, лазер на диоксиде углерода используется для гравировки схемы микропроцессора на пластине.

Травление: во время процесса травления в камеру закачивается галоген-углеродный газ, который активирует и растворяет выбранные материалы в кремниевой подложке. Этот процесс эффективно гравирует напечатанную лазером схему на подложке.

Легирование: это дополнительный шаг, который изменяет проводимость травленой поверхности, чтобы определить точные условия, при которых полупроводник проводит.

Отжиг: в этом процессе реакции между слоями пластины запускаются повышенным давлением и температурой. По сути, он финализирует результаты предыдущего процесса и создает финальный процессор на пластине.

Очистка камеры и линии. Газы, используемые на предыдущих этапах, особенно при травлении и легировании, часто бывают высокотоксичными и реактивными. Поэтому технологическую камеру и питающие ее газовые линии необходимо заполнить нейтрализующими газами для уменьшения или устранения вредных реакций, а затем заполнить инертными газами для предотвращения проникновения любых загрязняющих газов из внешней среды.

Системы газораспределения в полупроводниковой промышленности часто бывают сложными из-за большого количества различных газов и жесткого контроля расхода газа, температуры и давления, которые необходимо поддерживать с течением времени. Это еще больше усложняется тем, что каждый газ в процессе требует сверхвысокой чистоты. Газы, использованные на предыдущем этапе, должны быть вымыты из линий и камер или нейтрализованы иным образом, прежде чем можно будет начать следующий этап процесса. Это означает, что существует большое количество специализированных линий, интерфейсов между системой сварных трубок и шлангами, интерфейсов между шлангами и трубками, газовыми регуляторами и датчиками, а также интерфейсов между всеми ранее упомянутыми компонентами, клапанами и системами уплотнений. предназначен для предотвращения загрязнения трубопроводов подачи природного газа.

Кроме того, внешние части чистых помещений и специальные газы будут оборудованы системами подачи объемного газа в чистых помещениях и специализированных закрытых помещениях для снижения любых опасностей в случае случайной утечки. Сварка этих газовых систем в такой сложной среде – непростая задача. Однако при аккуратности, внимании к деталям и правильном оборудовании эту задачу можно успешно выполнить.

Производство газораспределительных систем в полупроводниковой промышленности

Материалы, используемые в полупроводниковых газораспределительных системах, весьма разнообразны. Они могут включать в себя такие вещи, как металлические трубы и шланги с футеровкой из ПТФЭ, устойчивые к сильно агрессивным газам. Наиболее распространенным материалом, используемым для изготовления трубопроводов общего назначения в полупроводниковой промышленности, является нержавеющая сталь 316L — вариант низкоуглеродистой нержавеющей стали. Если говорить о 316L по сравнению с 316, то 316L более устойчив к межкристаллитной коррозии. Это важное соображение при работе с рядом высокореактивных и потенциально летучих газов, которые могут разъедать углерод. При сварке нержавеющей стали 316L выделяется меньше углеродистых осадков. Это также снижает вероятность эрозии границ зерен, которая может привести к точечной коррозии в сварных швах и зонах термического влияния.

Чтобы уменьшить вероятность коррозии трубопроводов, приводящей к коррозии и загрязнению производственной линии, стандартом в полупроводниковой промышленности является нержавеющая сталь 316L, сваренная с использованием чистого аргона и сварочных рельсов, защищенных вольфрамовым газом. Единственный сварочный процесс, обеспечивающий контроль, необходимый для поддержания высокой чистоты среды в технологических трубопроводах. Автоматизированная орбитальная сварка доступна только в полупроводниковых газораспределительных системах.