Den avgörande rollen av gasfördelningssystem i tillverkning inom halvledarindustrin!

Inom halvledarfabrication utför gaserna allt arbete och lasrar får all uppmärksamhet. Medan lasrar verkligen gravar transistor mönster i silikon, är det den första etch som avlagrar silikonen och bryter ner lasern för att skapa fullständiga kretsar en serie av gaser. Det är inte överraskande att dessa gaser, som används för att utveckla mikroprocessorer genom en flerstadig process, är av hög renhet. Utöver denna begränsning har många av dem andra bekymmer och begränsningar. Några av gaserna är kryogeniska, andra är korrosiva, och fortfarande andra är högst toxiska.

Sammanfattningsvis gör dessa begränsningar att tillverkning av gasfördelningsystem för halvledarindustrin är en betydande utmaning. Materialspecifikationerna är krävande. Utöver materialspecifikationerna är ett gasfördelningsnätverk ett komplext elektromekaniskt nätverk av sammankopplade system. Miljöerna där de samlas ihop är komplexa och överlappande. Den slutliga fabrikationen sker på plats som en del av installationsprocessen. Orbitalsvetsning hjälper till att uppfylla de höga specifikationskraven för gasfördelning samtidigt som den gör fabrikation i trånga och utmanande miljöer mer hanterbara.

Hur gas används inom halvledarindustrin

Innan man försöker planera tillverkningen av en gasdistributionsystem är det nödvändigt att förstå åtminstone grunderna i halvledartillverkning. I sin kärna använder halvledare gaser för att deponera nästan elementära fasta ämnen på en yta på ett mycket kontrollerat sätt. Dessa deponerade fasta ämnen modifieras sedan genom att införa ytterligare gaser, laser, kemiska etchants och värme. Stegen i den breda processen är:

Deposition: Detta är processen för att skapa den ursprungliga silkeskivan. Silkestyngslingargaser pumpas in i en vakuumdepositionschamber och bildar tunna silkeskivor genom kemiska eller fysiska interaktioner.

Fotolitografi: Fotosektionen syftar till laser. I den högre extrem ultraviolett litografi (EUV) som används för att göra de högst specificerade chips används en kolendioxidlaser för att rista mikroprocessorkretsarna i skivan.

Graveringsprocess: Under graveringsprocessen pumpas halogen-kolgas in i kammaren för att aktivera och lösna ut valda material i silikontillägget. Denna process gravar effektivt det lasrarbetade kretssystemet på tillägget.

Doping: Detta är en ytterligare steg som ändrar ledningsförmågan hos den grave ytan för att bestämma de exakta villkoren under vilka halvledaren leder.

Annealing: I denna process utlöstes reaktioner mellan vafervåren genom högre tryck och temperatur. I princip slutför den resultaten av föregående process och skapar den färdiga processorn i vafern.

Kammar- och linjerening: Gaserna som används i de föregående stegen, särskilt vid etchning och dopning, är ofta högst giftiga och reaktiva. Därför måste processkammaren och gasledningarna som förser den fyllas med neutraliserande gaser för att minska eller eliminera skadliga reaktioner, och sedan fyllas med inert gas för att förhindra inträngande av några förorenande gaser från yttre miljön.

Gasfördelningssystem inom halvledarindustrin är ofta komplexa på grund av de många olika gaserna som ingår och den stramma kontrollen av gasflöde, temperatur och tryck som måste bibehållas över tid. Detta komplikeras ytterligare av den ultra-hög renskapsnivå som krävs för varje gas i processen. Gaserna som används i föregående steg måste tömmas ur linjerna och kammrarna eller annars neutraliseras innan nästa steg i processen kan börja. Detta innebär att det finns ett stort antal specialiserade linjer, gränssnitt mellan loddade rörsystem och slangar, gränssnitt mellan slantar och rör samt gasreglerare och sensorer, samt gränssnitt mellan alla tidigare nämnda komponenter och ventileringssystem och sigillsystem utformade för att förhindra pipelinekontaminering av den naturliga gasförseln från att bytas ut.

Utöver detta kommer rensningsrummets yttre och specialgaser att vara utrustade med bulkgasförsyningsystem i rensningsmiljöer och specialiserade begränsade områden för att minska eventuella faror vid oavsiktlig läckage. Att svetsa dessa gas system i så komplex miljö är inget enkelt arbete. Med försiktighet, uppmärksamhet på detaljer och rätt utrustning kan uppgiften dock utföras framgångsrikt.

Tillverkning av gasdistributionsystem inom halvledarindustrin

Material som används i halvledargasfördelningssystem är mycket varierande. De kan inkludera saker som PTFE-besatta metallrör och slangar för att motstå högkorrosiva gaser. Det vanligaste materialet som används för allmänt rörledningsystem i halvledarindustrin är 316L rostfritt stål - en lågkolhydriv variant. När det gäller 316L jämfört med 316 är 316L mer motståndskraftig mot intergranulär korrosion. Detta är ett viktigt övervägande när man hanterar en rad av högreactiva och potentiellt volatila gaser som kan korrodera kol. Att svetsa 316L rostfritt stål släpper ut färre kolprecipiteringar. Det minskar också risken för korngränseros, vilket kan leda till punktkorrosion i svetsar och zoner som påverkas av värme.

För att minska risken för rörs korrosion som kan leda till korrosion och förstoring i produktlinjer, är 316L rostfritt stål svetsat med ren argon som skyddsgas och tungstensgas-svetsningsrail standard inom halvledarindustrin. Den enda svetsningsprocessen som ger den kontroll som krävs för att upprätthålla en höggradigt ren miljö i processrörsystem. Automatiserad orbitalsvetsning ger endast den återkommande processkontroll som krävs för att utföra svaret vid tillverkningen av gasdistributions-system för halvledare. Det faktum att slutna orbitalsvetsningshuvuden kan hantera de trånga och svåra utrymmena vid komplexa korsningar mellan processområden är en betydande fördel med processen.

Shenzhen Wofei Technology Co., Ltd, med över 10 års erfarenhet inom leverans av industriella och specialgaser, material, gasförsyningsystem och gasingenjörskonst för halvledar-, LED-, DRAM- och TFT-LCD-marknaderna, kan vi erbjuda er de material som behövs för att få era produkter till främsta delen av branschen. Vi kan inte bara erbjuda en bred utbud av ventilering och anslutningar för elektroniska specialgaser inom halvledarindustrin, utan också designa gasledning och utrustningsinstallation för våra kunder.