Στην επεξεργασία ημιαγωγών, τα αέρια κάνουν όλη την εργασία και τα λέιζερ παίρνουν όλη την προσοχή. Ενώ τα λέιζερ χαράζουν τα σχέδια κρυσταλλολυχνιών στο πυρίτιο, χαράξτε που καταθέτει αρχικά το πυρίτιο και αναλύει το λέιζερ για να κάνει τα πλήρη κυκλώματα είναι μια σειρά αερίων. Δεν είναι εκπληκτικό ότι αυτά τα αέρια, που χρησιμοποιούνται για να αναπτύξουν τους μικροεπεξεργαστές μέσω μιας πολυβάθμιας διαδικασίας, είναι υψηλής αγνότητας. Επιπλέον ο περιορισμός, πολλοί από τους έχει άλλους ανησυχίες και περιορισμούς. Μερικά από τα αέρια είναι κρυογόνα, άλλα είναι διαβρωτικά, και ακόμα άλλα είναι ιδιαίτερα τοξικά.
Εν γένει, αυτοί οι περιορισμοί κάνουν τα συστήματα διανομής αερίου κατασκευής για τη βιομηχανία ημιαγωγών μια ιδιαίτερη πρόκληση. Οι υλικές προδιαγραφές είναι απαιτητικές. Εκτός από τις υλικές προδιαγραφές, μια σειρά διανομής αερίου είναι μια σύνθετη ηλεκτρομηχανική σειρά διασυνδεμένων συστημάτων. Τα περιβάλλοντα στα οποία συγκεντρώνονται είναι σύνθετα και επικαλύπτοντας. Η τελική επεξεργασία πραγματοποιείται στην περιοχή ως τμήμα της διαδικασίας εγκαταστάσεων. Οι τροχιακές βοήθειες συγκόλλησης ανταποκρίνονται στις υψηλές προδιαγραφές των απαιτήσεων διανομής αερίου κάνοντας να κατασκευάσουν σφιχτά, προκλητικός τα περιβάλλοντα πιό εύχρηστα.
Πώς η βιομηχανία ημιαγωγών χρησιμοποιεί τα αέρια
Πρίν προσπαθεί να προγραμματιστεί η κατασκευή ενός συστήματος διανομής αερίου, είναι απαραίτητο να γίνουν κατανοητά τουλάχιστον τα βασικά της κατασκευής ημιαγωγών. Στον πυρήνα της, η χρήση ημιαγωγών δηλητηριάζει με αέρια για να καταθέσει τα κοντινός-στοιχειώδη στερεά σε μια επιφάνεια με έναν ιδιαίτερα ελεγχόμενο τρόπο. Αυτά τα κατατεθειμένα στερεά τροποποιούνται έπειτα με την εισαγωγή των πρόσθετων αερίων, των λέιζερ, των χημικών etchants, και της θερμότητας. Τα βήματα στην ευρεία διαδικασία είναι:
Απόθεση: Αυτό είναι η διαδικασία την αρχική γκοφρέτα πυριτίου. Τα αέρια προδρόμων πυριτίου αντλούνται σε μια κενή αίθουσα απόθεσης και τις γκοφρέτες πυριτίου μορφής λεπτά μέσω των χημικών ή φυσικών αλληλεπιδράσεων.
Φωτολιθογραφία: Το τμήμα φωτογραφιών αναφέρεται στα λέιζερ. Στο υψηλότερο ακραίο φάσμα υπεριώδους λιθογραφίας (EUV) που χρησιμοποιείται για να κάνει τα υψηλότερα τσιπ προδιαγραφών, ένα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιείται χαράζω τα στοιχεία κυκλώματος μικροεπεξεργαστών στην γκοφρέτα.
Χάραξη: Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χαρακτικής, το αέριο αλόγονο-άνθρακα αντλείται στην αίθουσα για να ενεργοποιήσει και να διαλύσει τα επιλεγμένα υλικά στο υπόστρωμα πυριτίου. Αυτή η διαδικασία χαράσσει αποτελεσματικά τα τυπωμένα σε εκτυπωτή λέιζερ στοιχεία κυκλώματος επάνω στο υπόστρωμα.
Νάρκωση: Αυτό είναι ένα πρόσθετο βήμα που αλλάζει την αγωγιμότητα της χαραγμένης επιφάνειας για να καθορίσει τους ακριβείς όρους κάτω από τους οποίους ο ημιαγωγός διευθύνει.
Ανόπτηση: Σε αυτήν την διαδικασία, οι αντιδράσεις μεταξύ των στρωμάτων γκοφρετών προκαλούνται από την ανυψωμένες πίεση και τη θερμοκρασία. Ουσιαστικά, οριστικοποιεί τα αποτελέσματα της προηγούμενης διαδικασίας και δημιουργεί τον οριστικοποιημένο επεξεργαστή στην γκοφρέτα.
Αίθουσα και γραμμή που καθαρίζουν: Τα αέρια που χρησιμοποιούνται στα προηγούμενα βήματα, ειδικά που χαράζουν και που ναρκώνουν, είναι συχνά ιδιαίτερα τοξικά και αντιδραστικά. Επομένως, η αίθουσα διαδικασίας και οι γραμμές αερίου που ταΐζουν της την ανάγκη να γεμιστούν με την εξουδετέρωση των αερίων για να μειώσουν ή να αποβάλουν τις επιβλαβείς αντιδράσεις, και να γεμιστούν έπειτα με τα αδρανή αέρια για να αποτρέψουν την παρείσφρυση οποιασδήποτε μόλυνσης δηλητηριάζουν με αέρια από το εξωτερικό περιβάλλον.
Τα συστήματα διανομής αερίου στη βιομηχανία ημιαγωγών είναι συχνά σύνθετα λόγω των πολλών διαφορετικών αερίων σχετικών και του αυστηρού ελέγχου της ροής, της θερμοκρασίας και της πίεσης αερίου που πρέπει να διατηρηθούν με τον καιρό. Αυτό περιπλέκεται περαιτέρω από την υπερβολιή υψηλός αγνότητα που απαιτείται για κάθε αέριο στη διαδικασία. Τα αέρια που χρησιμοποιούνται στο προηγούμενο βήμα πρέπει να κατακλυθούν των γραμμών και των αιθουσών ή ειδάλλως να εξουδετερωθούν προτού να μπορέσει να αρχίσει το επόμενο βήμα της διαδικασίας. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός εξειδικευμένων γραμμών, διασυνδέει μεταξύ του ενωμένου στενά συστήματος σωλήνων και των μανικών, διασυνδέει μεταξύ των μανικών και των σωλήνων και των ρυθμιστών και των αισθητήρων αερίου, και διασυνδέει μεταξύ όλων των προηγουμένως αναφερθε'ντων συστατικών και των βαλβίδων και των σφραγίζοντας συστημάτων με σκοπό να αποτρέψουν τη μόλυνση σωληνώσεων του φυσικού εφοδιασμού υγραερίου από να ανταλλαχθεί έξω.
Επιπλέον, τα εξωτερικά αποστειρωμένων δωματίων και τα αέρια ειδικότητας θα εξοπλιστούν με τα μαζικά συστήματα εφοδιασμού υγραερίου στα περιβάλλοντα αποστειρωμένων δωματίων και τις ειδικευμένες περιορισμένες περιοχές για να μετριάσουν οποιουσδήποτε κινδύνους σε περίπτωση τυχαίας διαρροής. Η ένωση αυτών των συστημάτων αερίου σε ένα τέτοιο σύνθετο περιβάλλον δεν είναι κανένας εύκολος στόχος. Εντούτοις, με προσοχή, η προσοχή στη λεπτομέρεια και ο σωστός εξοπλισμός, αυτός ο στόχος μπορούν να ολοκληρωθούν επιτυχώς.
Συστήματα διανομής αερίου κατασκευής στη βιομηχανία ημιαγωγών
Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στα συστήματα διανομής αερίου ημιαγωγών είναι ιδιαίτερα μεταβλητά. Μπορούν να περιλάβουν τα πράγματα όπως τους PTFE-ευθυγραμμισμένους σωλήνες και τις μάνικες μετάλλων για να αντισταθούν στα ιδιαίτερα διαβρωτικά αέρια. Το πιό κοινό υλικό που χρησιμοποιείται για τη διοχέτευση με σωλήνες γενικού σκοπού στη βιομηχανία ημιαγωγών είναι ανοξείδωτο 316L - μια χαμηλή παραλλαγή ανοξείδωτου άνθρακα. Όταν 316L εναντίον 316, 316L είναι ανθεκτικότερο στη??????????? διάβρωση. Αυτό είναι μια σημαντική εκτίμηση κατά τον εξέταση μιας σειράς των ιδιαίτερα αντιδραστικών και ενδεχομένως πτητικών αερίων που μπορούν να διαβρώσουν τον άνθρακα. Το ενώνοντας στενά ανοξείδωτο 316L απελευθερώνει τα λιγότερα ιζήματα άνθρακα. Μειώνει επίσης τη δυνατότητα για τη διάβρωση ορίου σιταριού, η οποία μπορεί να οδηγήσει στη διάβρωση διάβρωσης στις συγκολλήσεις και πληγείσες από τις την θερμότητα ζώνες.
Για να μειώσουν τη δυνατότητα τη διάβρωση που οδηγεί στη διάβρωση και τη μόλυνση γραμμών παραγωγής, το ανοξείδωτο 316L που ενώνονται στενά με το καθαρό αέριο προστατευτικών καλυμμάτων αργού και προστατευμένες ράγες συγκόλλησης βολφραμίου οι αέριο είναι τα πρότυπα στη βιομηχανία ημιαγωγών. Η μόνη διαδικασία συγκόλλησης που παρέχει τον έλεγχο έπρεπε να διατηρήσει ένα περιβάλλον υψηλής αγνότητας στη διοχέτευση με σωλήνες διαδικασίας. Η αυτοματοποιημένη τροχιακή συγκόλληση είναι μόνο διαθέσιμη στη διανομή αερίου ημιαγωγών