W produkcji półprzewodników gazy wykonują całą pracę, a lasery skupiają całą uwagę.Podczas gdy lasery wytrawiają wzory tranzystorów w krzemie, wytrawianie, które najpierw osadza krzem i rozkłada laser w celu utworzenia kompletnych obwodów, to seria gazów.Nic dziwnego, że te gazy, które są wykorzystywane do opracowywania mikroprocesorów w procesie wieloetapowym, mają wysoką czystość.Oprócz tego ograniczenia wiele z nich ma inne obawy i ograniczenia.Niektóre gazy są kriogeniczne, inne żrące, a jeszcze inne wysoce toksyczne.
Ogólnie rzecz biorąc, te ograniczenia sprawiają, że wytwarzanie systemów dystrybucji gazu dla przemysłu półprzewodnikowego jest poważnym wyzwaniem.Specyfikacje materiałów są wymagające.Oprócz specyfikacji materiałowych układ dystrybucji gazu jest złożonym układem elektromechanicznym połączonych ze sobą systemów.Środowiska, w których są gromadzone, są złożone i nakładają się na siebie.Ostateczna produkcja odbywa się na miejscu w ramach procesu instalacji.Spawanie orbitalne pomaga spełnić wysokie wymagania w zakresie dystrybucji gazu, jednocześnie ułatwiając produkcję w ciasnych i wymagających środowiskach.
Jak gazy są wykorzystywane w przemyśle półprzewodnikowym
Przed podjęciem próby zaplanowania produkcji systemu dystrybucji gazu konieczne jest zrozumienie przynajmniej podstaw wytwarzania półprzewodników.W swojej istocie półprzewodniki wykorzystują gazy do osadzania ciał stałych zbliżonych do elementarnych na powierzchni w wysoce kontrolowany sposób.Te osadzone ciała stałe są następnie modyfikowane przez wprowadzanie dodatkowych gazów, laserów, chemicznych środków trawiących i ciepła.Kroki w szerokim procesie to:
Osadzanie: Jest to proces tworzenia początkowej płytki krzemowej.Gazy prekursorowe krzemu są pompowane do komory osadzania próżniowego i tworzą cienkie płytki krzemowe w wyniku interakcji chemicznych lub fizycznych.
Fotolitografia: Sekcja foto dotyczy laserów.W widmie litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) używanym do wytwarzania chipów o najwyższych parametrach laser na dwutlenku węgla jest używany do wytrawiania obwodów mikroprocesora w płytce.
Trawienie: Podczas procesu trawienia gaz halogenowo-węglowy jest pompowany do komory w celu aktywacji i rozpuszczenia wybranych materiałów w krzemowym podłożu.Proces ten skutecznie graweruje obwody drukowane laserowo na podłożu.
Domieszkowanie: Jest to dodatkowy krok, który zmienia przewodnictwo wytrawionej powierzchni w celu określenia dokładnych warunków, w jakich półprzewodnik przewodzi.
Wyżarzanie: W tym procesie reakcje między warstwami płytek są wyzwalane przez podwyższone ciśnienie i temperaturę.Zasadniczo finalizuje wyniki poprzedniego procesu i tworzy sfinalizowany procesor w płytce.
Czyszczenie komory i linii: Gazy stosowane w poprzednich krokach, zwłaszcza trawienie i domieszkowanie, są często wysoce toksyczne i reaktywne.Dlatego komora procesowa i zasilające ją przewody gazowe muszą być wypełnione gazami neutralizującymi w celu ograniczenia lub wyeliminowania szkodliwych reakcji, a następnie wypełnione gazami obojętnymi, aby zapobiec przedostawaniu się jakichkolwiek gazów zanieczyszczających ze środowiska zewnętrznego.
Systemy dystrybucji gazu w przemyśle półprzewodnikowym są często złożone ze względu na wiele różnych gazów oraz ścisłą kontrolę przepływu, temperatury i ciśnienia gazu, które muszą być utrzymywane w czasie.Jest to dodatkowo komplikowane przez bardzo wysoką czystość wymaganą dla każdego gazu w procesie.Gazy użyte w poprzednim etapie muszą zostać wypłukane z przewodów i komór lub w inny sposób zneutralizowane przed rozpoczęciem następnego etapu procesu.Oznacza to, że istnieje duża liczba specjalistycznych linii, interfejsów między spawanymi systemami rur i węży, interfejsów między wężami i rurami a reduktorami i czujnikami gazu, a także interfejsów między wszystkimi wcześniej wymienionymi komponentami i zaworami oraz systemami uszczelniającymi zaprojektowanymi w celu zapobiegania zanieczyszczenie rurociągu dostaw gazu ziemnego przed wymianą.
Ponadto gazy zewnętrzne i specjalne do pomieszczeń czystych zostaną wyposażone w systemy zasilania gazem masowym w środowiskach pomieszczeń czystych i wyspecjalizowanych obszarach zamkniętych, aby złagodzić wszelkie zagrożenia w przypadku przypadkowego wycieku.Spawanie tych systemów gazowych w tak złożonym środowisku nie jest łatwym zadaniem.Jednak przy zachowaniu staranności, dbałości o szczegóły i odpowiedniego sprzętu zadanie to można wykonać z powodzeniem.
Wytwarzanie systemów dystrybucji gazu w przemyśle półprzewodnikowym
Materiały stosowane w półprzewodnikowych systemach dystrybucji gazu są bardzo zróżnicowane.Mogą to być na przykład metalowe rury i węże pokryte PTFE, które są odporne na silnie korozyjne gazy.Najpopularniejszym materiałem stosowanym do rurociągów ogólnego przeznaczenia w przemyśle półprzewodników jest stal nierdzewna 316L — odmiana stali nierdzewnej o niskiej zawartości węgla.Jeśli chodzi o 316L w porównaniu z 316, 316L jest bardziej odporny na korozję międzykrystaliczną.Jest to ważna kwestia, gdy mamy do czynienia z szeregiem wysoce reaktywnych i potencjalnie lotnych gazów, które mogą powodować korozję węgla.Spawanie stali nierdzewnej 316L uwalnia mniej osadów węglowych.Zmniejsza również możliwość erozji granic ziaren, która może prowadzić do korozji wżerowej w spoinach i strefach wpływu ciepła.
Aby zmniejszyć możliwość korozji rurociągów prowadzącej do korozji i zanieczyszczenia linii produktów, standardem w branży półprzewodników jest spawanie stali nierdzewnej 316L w osłonie czystego argonu i osłonięcie gazem wolframu.Jedyny proces spawania, który zapewnia kontrolę potrzebną do utrzymania środowiska o wysokiej czystości w rurociągach procesowych.Zautomatyzowane spawanie orbitalne zapewnia jedynie powtarzalną kontrolę procesu potrzebną do wykonania spoiny w produkcji półprzewodnikowych systemów dystrybucji gazu.Fakt, że zamknięte orbitalne głowice spawalnicze mogą pomieścić zatłoczone i trudne przestrzenie na złożonych skrzyżowaniach między obszarami procesowymi, jest istotną zaletą tego procesu.
Shenzhen Wofei Technology Co., Ltd, z ponad 10-letnim doświadczeniem w dostarczaniu gazów przemysłowych i specjalnych, materiałów, systemów zasilania gazem i inżynierii gazowej dla rynków półprzewodników, LED, DRAM i TFT-LCD, możemy zapewnić Państwu materiały niezbędne do tego, aby Twoje produkty znalazły się w czołówce branży.Możemy nie tylko dostarczyć szeroką gamę zaworów i złączek do półprzewodnikowych elektronicznych gazów specjalnych, ale także zaprojektować rurociągi gazowe i instalacje urządzeń dla naszych klientów.