Pri izdelavi polprevodnikov plini opravijo vse delo in laserji dobijo vso pozornost. Medtem ko laserji delajo vzorce tranzistorjev v silicij, je jedkanica, ki prvi odlaga silicij in razgradi laser, da bi naredil popolna vezja, niz plinov. Ni presenetljivo, da so ti plini, ki se uporabljajo za razvoj mikroprocesorjev s pomočjo večstopenjskega procesa, visoke čistosti. Poleg te omejitve imajo številne še druge pomisleke in omejitve. Nekateri plini so kriogeni, drugi so korozivni, drugi pa so zelo strupeni.
Na splošno te omejitve naredijo proizvodne sisteme za distribucijo plina za polprevodniško industrijo velik izziv. Materialne specifikacije so zahtevne. Poleg materialnih specifikacij je niz porazdelitve plina kompleksen elektromehanski niz medsebojno povezanih sistemov. Okolje, v katerih se sestavljajo, so zapletena in prekrivajoča se. Končna izdelava poteka na mestu kot del postopka namestitve. Orbitalno spajkanje pomaga izpolnjevati visoke specifikacije zahtev za distribucijo plina, hkrati pa proizvodnjo v tesnih, zahtevnih okoljih bolj obvladljivo.
Kako polprevodniška industrija uporablja pline
Preden poskusite načrtovati izdelavo sistema za distribucijo plina, je treba razumeti vsaj osnove proizvodnje polprevodnikov. V svojem jedru polprevodniki uporabljajo pline za odlaganje skoraj elementnih trdnih snovi na površini na zelo nadzorovan način. Te deponirane trdne snovi se nato spremenijo z uvedbo dodatnih plinov, laserjev, kemičnih jedkanic in toplote. Koraki v širokem procesu so:
Odlaganje: To je postopek ustvarjanja začetne silicijeve rezine. Silicijevi predhodni plini se črpajo v komoro za odlaganje vakuuma in tvorijo tanke silicijeve rezine s kemičnimi ali fizikalnimi interakcijami.
Fotolitografija: Oddelek za fotografije se nanaša na laserje. V višjem ekstremnem spektru ultravijolične litografije (EUV), ki se uporablja za izdelavo čipov z najvišjo specifikacijo, se uporabi laser ogljikovega dioksida za vrezanje mikroprocesorskega vezja v rezino.
Jedkanica: Med postopkom jedkanja se v komoro črpa halogen-ogljikov plin, da se aktivira in raztopi izbrane materiale v silicijevem substratu. Ta postopek učinkovito vgravi lasersko natisnjeno vezje na podlago.
Doping: To je dodaten korak, ki spremeni prevodnost jedkane površine, da se določi natančne pogoje, pod katerimi vodi polprevodnik.
ŽENJE: V tem procesu reakcije med plastmi rezin sprožijo povišan tlak in temperatura. V bistvu dokonča rezultate prejšnjega procesa in ustvari dokončni procesor v rezini.
Čiščenje komore in linije: Plini, uporabljeni v prejšnjih korakih, zlasti jedkanica in doping, so pogosto zelo strupeni in reaktivni. Zato je treba procesno komoro in plinske linije, ki se dovajajo, napolniti z nevtralizirajočimi plini, da se zmanjša ali odpravi škodljive reakcije, nato pa napolni z inertnimi plini, da se prepreči vdor vseh kontaminirajočih plinov iz zunanjega okolja.
Sistemi za porazdelitev plina v polprevodniški industriji so pogosto zapleteni zaradi številnih vpletenih plinov in strog nadzora pretoka plina, temperature in tlaka, ki jih je treba sčasoma vzdrževati. To je še dodatno zapleteno zaradi ultra visoke čistosti, potrebne za vsak plin v postopku. Pline, uporabljene v prejšnjem koraku, je treba izplačati iz črte in komore ali kako drugače nevtralizirane, preden se lahko začne naslednji korak postopka. To pomeni, da obstaja veliko število specializiranih linij, vmesnikov med varjenim cevnim sistemom in cevmi, vmesniki med cevmi in cevmi ter regulatorji in senzorji plina ter vmesniki med vsemi prej omenjenimi komponentami in ventili in tesnilnimi sistemi, ki so namenjeni preprečevanju kontaminacije plinovodov, ki jih je bilo mogoče spraviti.
Poleg tega bodo zunanji prostori in specialni plini opremljeni s sistemi za oskrbo s plinom v čistih okoljih in specializiranimi zaprtimi območji, da bi zmanjšali nevarnosti v primeru naključnega uhajanja. Varjenje teh plinskih sistemov v tako zapletenem okolju ni lahka naloga. Vendar pa lahko s skrbjo, pozornostjo do detajlov in pravo opremo to nalogo uspešno opravite.
Izdelava sistemov za distribucijo plina v industriji polprevodnikov
Materiali, ki se uporabljajo v polprevodniških sistemih za distribucijo plina, so zelo spremenljivi. Vključujejo lahko stvari, kot so kovinske cevi in cevi, obložene s PTFE, da se upirajo visoko korozivnim plinom. Najpogostejši material, ki se uporablja za splošne namene v industriji polprevodnikov, je 316L iz nerjavečega jekla - različica iz nerjavečega jekla z nizkim ogljikom. Ko gre za 316L v primerjavi s 316, je 316L bolj odporen proti medgranularni koroziji. To je pomemben dejavnik pri obravnavi številnih zelo reaktivnih in potencialno nestanovitnih plinov, ki lahko korodirajo ogljik. Varjenje 316L iz nerjavečega jekla sprošča manj oborine ogljika. Prav tako zmanjšuje potencial za erozijo mej zrn, kar lahko privede do korozije pri zvarah in vročinskih območjih.
Da bi zmanjšali možnost korozije cevovodov, ki vodi do korozije in kontaminacije linije izdelkov, je v polprevodniški industriji standard 316L nerjavečega jekla, varjenega s čistim argonskim zaščitnim plinom in volframovimi varilnimi tirnicami. Edini postopek varjenja, ki zagotavlja nadzor, potreben za vzdrževanje okolja visoke čistosti v procesnih cevovodih. Samodejno orbitalno varjenje je na voljo samo v porazdelitvi polprevodniškega plina
Čas objave: julij-18-2023