Nella fabbricazione di semiconduttori, i gas fanno tutto il lavoro e i laser ottengono tutta l'attenzione. Mentre i laser incidono su modelli di transistor nel silicio, l'incisione che inizia prima il silicio e rompe il laser per realizzare circuiti completi è una serie di gas. Non sorprende che questi gas, che vengono utilizzati per sviluppare microprocessori attraverso un processo a più stadi, siano di elevata purezza. Oltre a questa limitazione, molti di loro hanno altre preoccupazioni e limitazioni. Alcuni dei gas sono criogenici, altri sono corrosivi e altri ancora sono altamente tossici.
Tutto sommato, queste limitazioni rendono i sistemi di distribuzione dei gas di produzione per l'industria dei semiconduttori una notevole sfida. Le specifiche materiali sono esigenti. Oltre alle specifiche del materiale, un array di distribuzione del gas è una serie elettromeccanica complessa di sistemi interconnessi. Gli ambienti in cui sono assemblati sono complessi e sovrapposti. La fabbricazione finale avviene in loco come parte del processo di installazione. La saldatura orbitale aiuta a soddisfare le alte specifiche dei requisiti di distribuzione del gas, rendendo più gestibili la produzione in ambienti stretti e impegnativi.
Come l'industria dei semiconduttori utilizza gas
Prima di tentare di pianificare la produzione di un sistema di distribuzione del gas, è necessario comprendere almeno le basi della produzione di semiconduttori. Al centro, i semiconduttori usano gas per depositare solidi quasi elementali su una superficie in modo altamente controllato. Questi solidi depositati vengono quindi modificati introducendo gas aggiuntivi, laser, incisioni chimiche e calore. I passaggi nel processo ampio sono:
Deposizione: questo è il processo di creazione del wafer di silicio iniziale. I gas precursori di silicio vengono pompati in una camera di deposizione del vuoto e formano sottili wafer di silicio attraverso interazioni chimiche o fisiche.
Fotolitografia: la sezione fotografica si riferisce ai laser. Nello spettro di litografia ultravioletta estrema più alta (EUV) utilizzata per realizzare i chip di specifica più alta, un laser di anidride carbonica viene utilizzato per incidere i circuiti a microprocessore nel wafer.
Incisione: durante il processo di incisione, il gas alogeno-carbonio viene pompato nella camera per attivare e dissolvere i materiali selezionati nel substrato di silicio. Questo processo incide efficacemente i circuiti stampati al laser sul substrato.
Doping: questo è un ulteriore passo che cambia la conduttività della superficie incisa per determinare le condizioni esatte in cui conduce il semiconduttore.
Ricottura: in questo processo, le reazioni tra gli strati di wafer sono innescate da pressione e temperatura elevate. In sostanza, finalizza i risultati del processo precedente e crea il processore finalizzato nel wafer.
Pulizia della camera e della linea: i gas utilizzati nei passaggi precedenti, in particolare l'attacco e il doping, sono spesso altamente tossici e reattivi. Pertanto, la camera di processo e le linee di gas che si nutrono devono essere riempite con gas neutralizzanti per ridurre o eliminare le reazioni dannose e quindi riempite con gas inerti per impedire l'intrusione di eventuali gas contaminanti dall'ambiente esterno.
I sistemi di distribuzione del gas nel settore dei semiconduttori sono spesso complessi a causa dei diversi gas coinvolti e del controllo stretto del flusso di gas, della temperatura e della pressione che devono essere mantenuti nel tempo. Ciò è ulteriormente complicato dalla purezza ultra-alta richiesta per ciascun gas nel processo. I gas utilizzati nel passaggio precedente devono essere scaricati dalle linee e dalle camere o altrimenti neutralizzati prima che possa iniziare il passaggio successivo del processo. Ciò significa che esiste un gran numero di linee specializzate, interfacce tra il sistema del tubo saldato e i tubi, le interfacce tra i tubi e i tubi e i regolatori e i sensori del gas e le interfacce tra tutti i componenti precedentemente citati e le valvole e i sistemi di tenuta progettati per prevenire la contaminazione della tubazione della fornitura di gas naturale.
Inoltre, gli esterni per camere pulite e i gas speciali saranno dotati di sistemi di fornitura di gas sfusa in ambienti di camera pulita e aree limitate specializzate per mitigare eventuali pericoli in caso di perdita accidentale. La saldatura di questi sistemi di gas in un ambiente così complesso non è un compito facile. Tuttavia, con cura, attenzione ai dettagli e l'attrezzatura giusta, questo compito può essere compiuto con successo.
Sistemi di distribuzione di gas di produzione nel settore dei semiconduttori
I materiali utilizzati nei sistemi di distribuzione del gas a semiconduttore sono altamente variabili. Possono includere cose come tubi metallici foderati PTFE e tubi per resistere a gas altamente corrosivi. Il materiale più comune utilizzato per le tubazioni di uso generale nell'industria dei semiconduttori è l'acciaio inossidabile a 316 litri, una variante in acciaio inossidabile a basso carbone. Quando si tratta di 316L contro 316, 316L è più resistente alla corrosione intergranulare. Questa è una considerazione importante quando si tratta di una gamma di gas altamente reattivi e potenzialmente volatili che possono corrodere al carbonio. La saldatura in acciaio inossidabile 316L rilascia meno precipitati di carbonio. Riduce anche il potenziale per l'erosione del confine del grano, che può portare alla corrosione delle saldature e alle zone colpite dal calore.
Per ridurre la possibilità di corrosione delle tubazioni che porta alla corrosione e alla contaminazione della linea di prodotti, è lo standard in acciaio inossidabile 316L saldato con gas di protezione dell'argon puro e binari di saldatura a gas tungsteno nel settore dei semiconduttori. L'unico processo di saldatura che fornisce il controllo necessario per mantenere un ambiente ad alta purezza nelle tubazioni del processo. La saldatura orbitale automatizzata è disponibile solo nella distribuzione del gas di semiconduttore
Tempo post: lug-18-2023