Yarı iletken endüstrisinde gaz dağıtım sistemlerinin imalatı Türkiye

Yarı iletken üretiminde gazlar tüm işi yapar ve lazerler tüm dikkati çeker. Lazerler transistör desenlerini silikonun içine aşındırırken, silikonu ilk biriktiren ve tam devreler oluşturmak için lazeri parçalayan aşındırma bir dizi gazdır. Çok aşamalı bir süreçle mikroişlemcilerin geliştirilmesinde kullanılan bu gazların yüksek saflıkta olması şaşırtıcı değil. Bu sınırlamaya ek olarak birçoğunun başka endişeleri ve sınırlamaları da vardır. Gazlardan bazıları kriyojenik, diğerleri aşındırıcı, bazıları ise oldukça zehirlidir.

Sonuç olarak, bu sınırlamalar yarı iletken endüstrisi için gaz dağıtım sistemlerinin üretimini önemli bir zorluk haline getirmektedir. Malzeme özellikleri zorludur. Malzeme özelliklerine ek olarak, bir gaz dağıtım dizisi birbirine bağlı sistemlerin karmaşık bir elektromekanik dizisidir. Bir araya geldikleri ortamlar karmaşıktır ve örtüşmektedir. Son imalat, kurulum sürecinin bir parçası olarak sahada gerçekleştirilir. Orbital lehimleme, gaz dağıtım gereksinimlerinin yüksek spesifikasyonlarının karşılanmasına yardımcı olurken, sıkı ve zorlu ortamlarda üretimi daha kolay yönetilebilir hale getirir.

Yarı iletken endüstrisi gazları nasıl kullanıyor?

Bir gaz dağıtım sisteminin üretimini planlamaya başlamadan önce en azından yarı iletken imalatının temellerini anlamak gerekir. Yarı iletkenler özünde, elemente yakın katıları oldukça kontrollü bir şekilde bir yüzey üzerinde biriktirmek için gazları kullanır. Bu biriken katılar daha sonra ilave gazlar, lazerler, kimyasal dağlayıcılar ve ısı uygulanarak değiştirilir. Geniş süreçteki adımlar şunlardır:

Biriktirme: Bu, ilk silikon levhayı oluşturma işlemidir. Silikon öncü gazları bir vakum biriktirme odasına pompalanır ve kimyasal veya fiziksel etkileşimler yoluyla ince silikon levhalar oluşturur.

Fotolitografi: Fotoğraf bölümü lazerleri ifade eder. En yüksek spesifikasyona sahip çipleri yapmak için kullanılan daha yüksek aşırı ultraviyole litografi (EUV) spektrumunda, mikroişlemci devresini levhaya kazımak için bir karbondioksit lazeri kullanılır.

Aşındırma: Aşındırma işlemi sırasında, silikon alt tabakadaki seçilen malzemeleri aktive etmek ve çözmek için halojen-karbon gazı hazneye pompalanır. Bu işlem, lazer baskılı devreyi alt tabakaya etkili bir şekilde kazır.

Katkılama: Bu, yarı iletkenin hangi koşullar altında iletken olduğunu belirlemek için kazınmış yüzeyin iletkenliğini değiştiren ek bir adımdır.

Tavlama: Bu süreçte, gofret katmanları arasındaki reaksiyonlar yüksek basınç ve sıcaklıkla tetiklenir. Temel olarak, önceki işlemin sonuçlarını sonuçlandırarak levhada sonlandırılmış işlemciyi oluşturur.

Hazne ve Hat Temizliği: Önceki adımlarda, özellikle aşındırma ve katkılamada kullanılan gazlar genellikle oldukça toksik ve reaktiftir. Bu nedenle, proses odasının ve onu besleyen gaz hatlarının, zararlı reaksiyonları azaltmak veya ortadan kaldırmak için nötrleştirici gazlarla doldurulması ve ardından herhangi bir kirletici gazın dış ortamdan girmesini önlemek için inert gazlarla doldurulması gerekir.

Yarı iletken endüstrisindeki gaz dağıtım sistemleri, birçok farklı gazın dahil olması ve zaman içinde korunması gereken gaz akışı, sıcaklık ve basıncın sıkı kontrolü nedeniyle genellikle karmaşıktır. Bu durum, prosesteki her gaz için gereken ultra yüksek saflık nedeniyle daha da karmaşık hale geliyor. Önceki adımda kullanılan gazlar, prosesin bir sonraki aşamasına başlanmadan önce hatlardan ve odalardan dışarı atılmalı veya başka bir şekilde nötralize edilmelidir. Bu, çok sayıda özel hattın, kaynaklı boru sistemi ile hortumlar arasında arayüzlerin, hortumlar ve borular ile gaz regülatörleri ve sensörleri arasında arayüzlerin ve daha önce bahsedilen tüm bileşenler ile valfler ve sızdırmazlık sistemleri arasında arayüzlerin olduğu anlamına gelir. Doğal gaz tedarikindeki boru hattı kirliliğinin değiştirilmesini önlemek için tasarlanmıştır.

Buna ek olarak, temiz oda dış kısımları ve özel gazlar, kazara sızıntı durumunda her türlü tehlikeyi azaltmak için temiz oda ortamlarında ve özel kapalı alanlarda toplu gaz besleme sistemleriyle donatılacaktır. Bu gaz sistemlerini bu kadar karmaşık bir ortamda kaynaklamak kolay bir iş değildir. Ancak dikkatli olunması, detaylara dikkat edilmesi ve doğru ekipmanın kullanılmasıyla bu görev başarıyla yerine getirilebilir.

Yarı iletken endüstrisinde gaz dağıtım sistemlerinin imalatı

Yarı iletken gaz dağıtım sistemlerinde kullanılan malzemeler oldukça değişkendir. Son derece aşındırıcı gazlara dayanacak PTFE kaplı metal borular ve hortumlar gibi şeyler içerebilirler. Yarı iletken endüstrisinde genel amaçlı borularda kullanılan en yaygın malzeme, düşük karbonlu paslanmaz çeliğin bir çeşidi olan 316L paslanmaz çeliktir. 316L ile 316 karşılaştırıldığında 316L, tanecikler arası korozyona karşı daha dayanıklıdır. Karbonu aşındırabilecek yüksek derecede reaktif ve potansiyel olarak uçucu gazlarla uğraşırken bu önemli bir husustur. 316L paslanmaz çeliğin kaynaklanması daha az karbon çökeltisi açığa çıkarır. Aynı zamanda kaynaklarda ve ısıdan etkilenen bölgelerde çukurlaşma korozyonuna yol açabilen tane sınırı erozyonu potansiyelini de azaltır.

Ürün hattında korozyona ve kirlenmeye yol açan boru korozyonu olasılığını azaltmak için, saf argon koruyucu gaz ve tungsten gazı korumalı kaynak rayları ile kaynaklanmış 316L paslanmaz çelik, yarı iletken endüstrisinde standarttır. Proses borularında yüksek saflıktaki ortamı korumak için gereken kontrolü sağlayan tek kaynak işlemi. Otomatik yörünge kaynağı yalnızca yarı iletken gaz dağıtımında mevcuttur