Dans la fabrication de semi-conducteur, les gaz effectuent tout le travail et les lasers obtiennent toute l'attention. Tandis que les lasers font des modèles de transistor gravure à l'eau forte dans le silicium, gravure à l'eau forte qui d'abord dépose le silicium et décompose le laser pour faire les circuits complets est une série de gaz. Il n'est pas étonnant que ces gaz, qui sont employés pour développer des microprocesseurs par un processus à plusieurs étages, soient de grande pureté. En plus de cette limitation, bon nombre d'entre eux ont d'autres soucis et limitations. Certains des gaz sont cryogéniques, d'autres sont corrosifs, et encore d'autres sont fortement toxiques.
Somme toute, ces limitations font aux systèmes de distribution de fabrication de gaz pour l'industrie de semi-conducteur un défi considérable. Les caractéristiques matérielles exigent. En plus des caractéristiques matérielles, une rangée de distribution de gaz est un choix électromécanique complexe de systèmes reliés ensemble. Les environnements dans lesquels ils sont assemblés sont complexes et recouvrement. La fabrication finale a lieu sur le site en tant qu'élément de la procédure d'installation. Aides de soudure orbitales pour répondre aux exigences élevées de distribution de gaz de spécifications tout en faisant la fabrication dans les environnements serrés et provocants plus maniables.
Comment des gaz sont employés dans l'industrie de semi-conducteur
Avant d'essayer de prévoir la fabrication d'un système de distribution de gaz, il est nécessaire de comprendre au moins les fondements de la fabrication de semi-conducteur. À son noyau, les semi-conducteurs emploient des gaz pour déposer les solides proche-élémentaires sur une surface d'une façon fortement commandée. Ces solides déposés sont alors modifiés en présentant les gaz supplémentaires, les lasers, etchants chimiques, et la chaleur. Les étapes dans le large processus sont :
Dépôt : C'est le processus de créer la gaufrette de silicium initiale. Des gaz de précurseur de silicium sont pompés dans une chambre de métallisation sous vide et forment les gaufrettes de silicium minces par des interactions chimiques ou physiques.
Photolithographie : La section de photo se rapporte à des lasers. Dans le spectre ultra-violet extrême plus élevé de la lithographie (EUV) employé pour faire les plus hautes puces de spécifications, un laser de dioxyde de carbone est utilisé pour graver à l'eau-forte les circuits de microprocesseur dans la gaufrette.
Gravure à l'eau-forte : Pendant le processus de gravure à l'eau-forte, le gaz de halogène-carbone est pompé dans la chambre pour activer et dissoudre les matériaux choisis dans le substrat de silicium. Ce processus grave effectivement les circuits imprimés par laser sur le substrat.
Dopage : C'est une étape supplémentaire qui change la conductivité de la surface gravée à l'eau-forte pour déterminer les conditions précises dans lesquelles le semi-conducteur conduit.
Recuit : Dans ce processus, des réactions entre les couches de gaufrette sont déclenchées par pression et la température élevées. Essentiellement, elle mène les résultats du processus précédent et crée à bonne fin le processeur mené à bonne fin dans la gaufrette.
Chambre et ligne nettoyage : Les gaz utilisés dans les étapes précédentes, particulièrement gravant à l'eau-forte et enduisant, sont souvent fortement toxiques et réactifs. Par conséquent, la chambre de processus et les gazoducs l'alimentant doivent être remplis de gaz neutralisants pour réduire ou éliminer des réactions néfastes, et être puis remplis de gaz inertes pour empêcher l'intrusion de tous les gaz de contamination de l'environnement extérieur.
Les systèmes de distribution de gaz dans l'industrie de semi-conducteur sont souvent complexes en raison des nombreux différents gaz impliqués et du contrôle serré de l'écoulement, de la température et de la pression de gaz qui doit être maintenu au fil du temps. Ceci est encore compliqué par la pureté ultra-haute exigée pour chaque gaz dans le processus. Les gaz utilisés dans l'étape précédente doivent être rincés des lignes et des chambres ou être autrement neutralisés avant que la prochaine étape du processus puisse commencer. Ceci signifie qu'il y a un grand nombre de lignes spécialisées, interfaces entre les systèmes de tube et les tuyaux soudés, interfaces entre les tuyaux et les tubes et les régulateurs de gaz et capteurs, aussi bien que des interfaces entre tous les composants et systèmes précédemment mentionnés de valves et de scellage conçus pour empêcher la contamination de canalisation de l'approvisionnement en gaz naturel d'être permutée.
En outre, l'extérieur de cleanroom et les gaz de spécialité seront équipés des systèmes en vrac d'approvisionnement en gaz dans des environnements de cleanroom et des secteurs confinés spécialisés pour atténuer tous les risques en cas de la fuite accidentelle. La soudure de ces systèmes de gaz dans un environnement si complexe n'est aucune tâche facile. Cependant, avec le soin, l'attention aux détails et l'équipement droit, cette tâche peut être accomplie avec succès.
Systèmes de distribution de fabrication de gaz dans l'industrie de semi-conducteur
Les matières employées dans des systèmes de distribution de gaz de semi-conducteur sont fortement variables. Elles peuvent inclure des choses comme les canalisations et les tuyaux bordés PTFE en métal pour résister aux gaz fortement corrosifs. La matière la plus commune employée pour la tuyauterie d'usage universel dans l'industrie de semi-conducteur est 316L l'acier inoxydable - une variante à faible teneur en carbone d'acier inoxydable. Quand il s'agit de 316L contre 316, 316L est plus résistant à la corrosion intergranulaire. C'est une considération importante en traitant une gamme des gaz fortement réactifs et potentiellement volatils qui peuvent corroder le carbone. Libérations de soudure de l'acier inoxydable 316L moins de précipités de carbone. Il réduit également le potentiel pour l'érosion de joint de grain, qui peut mener à la corrosion piquetée dans les soudures et les zones affectées de chaleur.
Pour réduire la possibilité de corrosion sifflante menant au produit corrosion et contamination, l'acier inoxydable 316L soudé avec l'argon pur protégeant les rails protégés du gaz de soudure de gaz et de tungstène est la norme dans l'industrie de semi-conducteur. Le seul processus de soudure qui fournit le contrôle requis pour maintenir un environnement de grande pureté dans la tuyauterie de processus. La soudure orbitale automatisée fournit seulement le nécessaire à régulation de processus qu'on peut répéter pour accomplir la soudure dans la fabrication des systèmes de distribution de gaz de semi-conducteur. Le fait qui a enfermé les têtes orbitales de soudure peut adapter à l'serrer et les espaces difficiles aux intersections complexes entre les secteurs de processus est un avantage significatif du processus.
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