Trong chế tạo chất bán dẫn, khí làm tất cả các công việc và laser nhận được tất cả sự chú ý. Trong khi laser thực hiện các mẫu bóng bán dẫn khắc vào silicon, thì bản khắc đầu tiên gửi silicon và phá vỡ laser để tạo ra các mạch hoàn chỉnh là một loạt các loại khí. Không có gì đáng ngạc nhiên khi những khí này, được sử dụng để phát triển các bộ vi xử lý thông qua một quá trình nhiều giai đoạn, có độ tinh khiết cao. Ngoài giới hạn này, nhiều người trong số họ có những mối quan tâm và hạn chế khác. Một số khí là đông lạnh, một số khác là ăn mòn, và những người khác vẫn rất độc hại.
Nói chung, những hạn chế này làm cho các hệ thống phân phối khí sản xuất cho ngành công nghiệp bán dẫn trở thành một thách thức đáng kể. Thông số kỹ thuật vật chất đang đòi hỏi. Ngoài các thông số kỹ thuật vật liệu, một mảng phân phối khí là một mảng cơ điện phức tạp của các hệ thống liên kết với nhau. Các môi trường mà chúng được lắp ráp rất phức tạp và chồng chéo. Chế tạo cuối cùng diễn ra trên trang web như là một phần của quá trình cài đặt. Hàn quỹ đạo giúp đáp ứng các thông số kỹ thuật cao của các yêu cầu phân phối khí trong khi làm cho sản xuất trong môi trường chặt chẽ, đầy thách thức trở nên dễ quản lý hơn.
Làm thế nào ngành công nghiệp bán dẫn sử dụng khí
Trước khi cố gắng lập kế hoạch sản xuất hệ thống phân phối khí, cần phải hiểu ít nhất những điều cơ bản của sản xuất chất bán dẫn. Tại cốt lõi của nó, chất bán dẫn sử dụng khí để lắng đọng các chất rắn gần nguyên tố gần như trên bề mặt theo cách được kiểm soát cao. Các chất rắn lắng đọng này sau đó được sửa đổi bằng cách giới thiệu thêm khí, laser, khắc hóa chất và nhiệt. Các bước trong quy trình rộng là:
Lấy: Đây là quá trình tạo ra wafer silicon ban đầu. Khí tiền chất silicon được bơm vào buồng lắng đọng chân không và tạo thành các tấm silicon mỏng thông qua các tương tác hóa học hoặc vật lý.
Photolithography: Phần ảnh đề cập đến laser. Trong quang phổ cực tím cực cao (EUV) được sử dụng để tạo ra các chip đặc điểm kỹ thuật cao nhất, laser carbon dioxide được sử dụng để khắc mạch vi xử lý vào wafer.
Khắc: Trong quá trình khắc, khí halogen-carbon được bơm vào buồng để kích hoạt và hòa tan các vật liệu được chọn trong đế silicon. Quá trình này khắc hiệu quả mạch in laser lên chất nền.
Doping: Đây là một bước bổ sung làm thay đổi độ dẫn của bề mặt khắc để xác định các điều kiện chính xác theo đó chất bán dẫn tiến hành.
Ủ: Trong quá trình này, các phản ứng giữa các lớp wafer được kích hoạt bởi áp suất và nhiệt độ tăng cao. Về cơ bản, nó hoàn thiện kết quả của quá trình trước đó và tạo bộ xử lý hoàn thiện trong wafer.
Làm sạch buồng và dòng: Các khí được sử dụng trong các bước trước, đặc biệt là khắc và pha tạp, thường có tính độc hại và phản ứng cao. Do đó, buồng quá trình và các đường dẫn khí cho ăn, nó cần được lấp đầy bằng các khí trung hòa để giảm hoặc loại bỏ các phản ứng có hại, sau đó chứa đầy các khí trơ để ngăn chặn sự xâm nhập của bất kỳ khí gây ô nhiễm nào khỏi môi trường bên ngoài.
Các hệ thống phân phối khí trong ngành bán dẫn thường phức tạp vì nhiều loại khí khác nhau liên quan và kiểm soát chặt chẽ dòng khí, nhiệt độ và áp suất phải được duy trì theo thời gian. Điều này còn phức tạp hơn bởi độ tinh khiết cực cao cần thiết cho mỗi khí trong quá trình này. Các khí được sử dụng trong bước trước phải được xả ra khỏi các dòng và buồng hoặc trung hòa trước khi bước tiếp theo của quá trình có thể bắt đầu. Điều này có nghĩa là có một số lượng lớn các đường dây chuyên dụng, giao diện giữa hệ thống ống hàn và ống, giao diện giữa ống và ống và bộ điều chỉnh khí và cảm biến, và giao diện giữa tất cả các thành phần được đề cập trước đó và các van và hệ thống niêm phong được thiết kế để ngăn chặn sự ô nhiễm đường ống của việc cung cấp khí tự nhiên.
Ngoài ra, ngoại thất phòng sạch và khí đặc biệt sẽ được trang bị hệ thống cung cấp khí hàng loạt trong môi trường phòng sạch và các khu vực hạn chế chuyên dụng để giảm thiểu mọi mối nguy hiểm trong trường hợp rò rỉ tình cờ. Hàn các hệ thống khí này trong một môi trường phức tạp như vậy không phải là nhiệm vụ dễ dàng. Tuy nhiên, với sự quan tâm, chú ý đến chi tiết và thiết bị phù hợp, nhiệm vụ này có thể được thực hiện thành công.
Hệ thống phân phối khí sản xuất trong ngành bán dẫn
Các vật liệu được sử dụng trong các hệ thống phân phối khí bán dẫn rất khác nhau. Chúng có thể bao gồm những thứ như ống kim loại lót PTFE và ống để chống lại các khí ăn mòn cao. Vật liệu phổ biến nhất được sử dụng cho đường ống có mục đích chung trong ngành công nghiệp bán dẫn là thép không gỉ 316L - một biến thể bằng thép không gỉ carbon thấp. Khi nói đến 316L so với 316, 316L có khả năng chống ăn mòn giữa các hạt. Đây là một cân nhắc quan trọng khi xử lý một loạt các loại khí có khả năng phản ứng cao và có khả năng biến động có thể ăn mòn carbon. Hàn thép không gỉ 316L giải phóng ít kết tủa carbon. Nó cũng làm giảm khả năng xói mòn ranh giới hạt, có thể dẫn đến ăn mòn rỗ trong các mối hàn và các khu vực bị ảnh hưởng bởi nhiệt.
Để giảm khả năng ăn mòn đường ống dẫn đến sự ăn mòn và ô nhiễm dòng sản phẩm, thép không gỉ 316L được hàn bằng khí bảo vệ argon tinh khiết và đường ray hàn được che chắn bằng khí vonfram là tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp bán dẫn. Quá trình hàn duy nhất cung cấp sự kiểm soát cần thiết để duy trì môi trường có độ tinh khiết cao trong quá trình đường ống. Hàn quỹ đạo tự động chỉ có sẵn trong phân phối khí bán dẫn
Thời gian đăng: tháng 7-18-2023