Pusvadītāju izgatavošanā gāzes veic visu darbu, un lāzeri pievērš visu uzmanību. Kamēr lāzeri kodē tranzistora modeļus silīcijā, kodināšana, kas vispirms novieto silīciju un sadala lāzeru, lai izveidotu pilnīgu shēmu, ir gāzu virkne. Nav pārsteidzoši, ka šīs gāzes, kuras izmanto mikroprocesoru izstrādei, izmantojot daudzpakāpju procesu, ir augsta tīrība. Papildus šim ierobežojumam daudziem no viņiem ir citas bažas un ierobežojumi. Dažas no gāzēm ir kriogēnas, citas ir kodīgas, bet citas - ļoti toksiskas.
Kopumā šie ierobežojumi padara gāzes sadales sistēmas pusvadītāju nozares ražošanas sistēmām par ievērojamu izaicinājumu. Materiālās specifikācijas ir prasīgas. Papildus materiāla specifikācijām gāzes sadales masīvs ir sarežģīts savstarpēji savienotu sistēmu elektromehāniskais masīvs. Vide, kurā tie ir salikti, ir sarežģīta un pārklājoša. Galīgā izgatavošana notiek uz vietas uzstādīšanas procesa ietvaros. Orbitālā lodēšana palīdz izpildīt augstās gāzes sadales prasību specifikācijas, vienlaikus padarot ražošanu šaurā, izaicinošā vidē vieglāk pārvaldāmā.
Kā pusvadītāju nozare izmanto gāzes
Pirms mēģināt plānot gāzes sadales sistēmas ražošanu, ir jāsaprot vismaz pusvadītāju ražošanas pamati. Tā kodolā pusvadītāji izmanto gāzes, lai ļoti kontrolētā veidā nogulsnētu gandrīz elementārus cietos vielas uz virsmas. Pēc tam šīs nogulsnētās cietās vielas tiek modificētas, ieviešot papildu gāzes, lāzerus, ķīmiskos kodolus un siltumu. Darbības plašajā procesā ir:
Nosēdums: tas ir sākotnējā silīcija vafeļu izveidošanas process. Silīcija prekursoru gāzes tiek iesūknētas vakuuma nogulsnēšanās kamerā un veido plānas silīcija vafeles, izmantojot ķīmisku vai fizisku mijiedarbību.
Fotolitogrāfija: Fotoattēlu sadaļa attiecas uz lāzeriem. Augstākajā ekstrēmajā ultravioletā litogrāfijas (EUV) spektrā, ko izmanto, lai izgatavotu visaugstāko specifikāciju mikroshēmu, mikroprocesora shēmas kodināšanai tiek izmantots oglekļa dioksīda lāzers.
Kodināšana: kodināšanas procesa laikā kamerā tiek iesūknēta halogēna-oglekļa gāze, lai aktivizētu un izšķīdinātu atlasītos materiālus silīcija substrātā. Šis process efektīvi iegravē lāzera drukāto shēmu uz substrāta.
Dopings: Šis ir papildu solis, kas maina iegravētās virsmas vadītspēju, lai noteiktu precīzus apstākļus, kādos veic pusvadītājs.
ATKLĀŠANA: Šajā procesā reakcijas starp vafeļu slāņiem izraisa paaugstināts spiediens un temperatūra. Būtībā tas pabeidz iepriekšējā procesa rezultātus un izveido pabeigtu procesoru vafelē.
Kameras un līnijas tīrīšana: Gāzes, ko izmanto iepriekšējos posmos, īpaši kodināšana un dopings, bieži ir ļoti toksiskas un reaģējošas. Tāpēc procesa kamera un gāzes līnijas, kas to baro, ir jāaizpilda ar neitralizējošām gāzēm, lai samazinātu vai novērstu kaitīgas reakcijas, un pēc tam piepildīta ar inertām gāzēm, lai novērstu jebkādu piesārņojošu gāzu iekļaušanu no ārējās vides.
Gāzes sadales sistēmas pusvadītāju nozarē bieži ir sarežģītas, jo ir daudz dažādu iesaistīto gāzu un stingra gāzes plūsmas, temperatūras un spiediena kontrole, kas laika gaitā jāuztur. To vēl vairāk sarežģī īpaši augsta tīrība, kas nepieciešama katrai gāzei procesā. Iepriekšējā posmā izmantotās gāzes ir jāizskalo no līnijām un kamerām vai citādi jāitralizē, pirms var sākties nākamais procesa posms. Tas nozīmē, ka ir liels skaits specializētu līniju, saskarnes starp metināto caurules sistēmu un šļūtenēm, saskarnes starp šļūtenēm un caurulēm, kā arī gāzes regulatoriem un sensoriem, kā arī saskarnes starp visiem iepriekš minētajiem komponentiem un vārstiem un blīvēšanas sistēmām, kas izstrādātas, lai novērstu cauruļvada piesārņojumu dabas gāzes padevei no apmainīt.
Turklāt tīras telpas eksterjeras un speciālas gāzes tiks aprīkotas ar lielapjoma gāzes piegādes sistēmām tīras telpas vidē un specializētās norobežotās vietās, lai mazinātu draudus nejaušas noplūdes gadījumā. Šo gāzes sistēmu metināšana tik sarežģītā vidē nav viegls uzdevums. Tomēr ar rūpību, uzmanību uz detaļām un pareizo aprīkojumu šo uzdevumu var veiksmīgi izpildīt.
Gāzes izplatīšanas sistēmu ražošana pusvadītāju nozarē
Materiāli, ko izmanto pusvadītāju gāzes sadales sistēmās, ir ļoti mainīgi. Tie var ietvert tādas lietas kā ar PTFE izklātām metāla caurulēm un šļūtenēm, lai pretotos ļoti kodīgām gāzēm. Visizplatītākais materiāls, ko pusvadītāju rūpniecībā izmanto vispārējas nozīmes cauruļvadiem, ir 316L nerūsējošais tērauds - ar zemu oglekļa saturu nerūsējošā tērauda variants. Runājot par 316L pret 316, 316L ir izturīgāks pret starpgranulāru koroziju. Tas ir svarīgs apsvērums, strādājot ar virkni ļoti reaģējošu un potenciāli gaistošu gāzu, kas var korodēt oglekli. Metināšana 316L nerūsējošā tērauda atbrīvo mazāk oglekļa nogulsnes. Tas arī samazina graudu robežu erozijas potenciālu, kas var izraisīt korozijas novietošanu metinātajās un siltuma skartajās zonās.
Lai samazinātu cauruļvadu korozijas iespējamību, kas izraisa produktu līnijas koroziju un piesārņojumu, 316L nerūsējošā tērauda metinātā ar tīru argonu ekranējošu gāzi un volframa gāzes ekranētās metinātās sliedes ir standarts pusvadītāju nozarē. Vienīgais metināšanas process, kas nodrošina kontroli, kas nepieciešama, lai procesu cauruļvados uzturētu augstu tīrības vidi. Automatizēta orbitāla metināšana ir pieejama tikai pusvadītāju gāzes sadalījumā
Pasta laiks: jūlijs-18-2023