Dans la fabrication de semi-conducteurs, les gaz font tout le travail et les lasers attirent toute l'attention. Alors que les lasers font des motifs de transistor en silicium, la gravure qui dépose d'abord le silicium et décompose le laser pour fabriquer des circuits complets est une série de gaz. Il n'est pas surprenant que ces gaz, qui sont utilisés pour développer des microprocesseurs via un processus en plusieurs étapes, sont de haute pureté. En plus de cette limitation, beaucoup d'entre eux ont d'autres préoccupations et limitations. Certains gaz sont cryogéniques, d'autres sont corrosifs et d'autres sont encore très toxiques.
Dans l'ensemble, ces limitations font de la fabrication de systèmes de distribution de gaz pour l'industrie des semi-conducteurs un défi considérable. Les spécifications matérielles sont exigeantes. En plus des spécifications des matériaux, un réseau de distribution de gaz est un tableau électromécanique complexe de systèmes interconnectés. Les environnements dans lesquels ils sont assemblés sont complexes et se chevauchent. La fabrication finale a lieu sur place dans le cadre du processus d'installation. Le soudage orbital aide à répondre aux spécifications élevées des exigences de distribution des gaz tout en rendant la fabrication dans des environnements serrés et difficiles plus gérables.
Comment l'industrie des semi-conducteurs utilise des gaz
Avant d'essayer de planifier la fabrication d'un système de distribution de gaz, il est nécessaire de comprendre au moins les bases de la fabrication de semi-conducteurs. À la base, les semi-conducteurs utilisent des gaz pour déposer des solides presque élémentaires sur une surface de manière très contrôlée. Ces solides déposés sont ensuite modifiés en introduisant des gaz supplémentaires, des lasers, des gravures chimiques et de la chaleur. Les étapes du processus large sont:
Dépôt: Il s'agit du processus de création de la tranche de silicium initiale. Les gaz précurseurs de silicium sont pompés dans une chambre de dépôt sous vide et forment de fines tranches de silicium par des interactions chimiques ou physiques.
Photolithographie: La section photo fait référence aux lasers. Dans le spectre de lithographie ultraviolette extrême supérieure (EUV) utilisée pour fabriquer les puces de spécification les plus élevées, un laser de dioxyde de carbone est utilisé pour graver le circuit de microprocesseur dans la plaquette.
Gravure: Pendant le processus de gravure, le gaz halogène-carbone est pompé dans la chambre pour activer et dissoudre des matériaux sélectionnés dans le substrat de silicium. Ce processus grave efficacement les circuits imprimés au laser sur le substrat.
DOPING: Il s'agit d'une étape supplémentaire qui modifie la conductivité de la surface gravée pour déterminer les conditions exactes dans lesquelles le semi-conducteur effectue.
Recuit: Dans ce processus, les réactions entre les couches de plaquettes sont déclenchées par une pression et une température élevées. Essentiellement, il finalise les résultats du processus précédent et crée le processeur finalisé dans la tranche.
Nettoyage de la chambre et des lignes: les gaz utilisés dans les étapes précédentes, en particulier la gravure et le dopage, sont souvent très toxiques et réactifs. Par conséquent, la chambre de processus et les conduites de gaz alimentant qu'il doit être remplie de gaz neutralisants pour réduire ou éliminer les réactions nocives, puis remplies de gaz inertes pour empêcher l'intrusion de tout gaz contaminant de l'environnement extérieur.
Les systèmes de distribution de gaz dans l'industrie des semi-conducteurs sont souvent complexes en raison des nombreux gaz différents impliqués et du contrôle étroit du débit, de la température et de la pression qui doivent être maintenus au fil du temps. Ceci est encore compliqué par la pureté ultra-élevée requise pour chaque gaz du processus. Les gaz utilisés à l'étape précédente doivent être éliminés des lignes et des chambres ou autrement neutralisés avant le début de la prochaine étape du processus. Cela signifie qu'il existe un grand nombre de lignes spécialisées, des interfaces entre le système de tubes soudées et les tuyaux, les interfaces entre les tuyaux et les tubes et les régulateurs de gaz et les capteurs, et les interfaces entre tous les composants mentionnés précédemment et les valves et les systèmes d'étanchéité conçus pour empêcher la contamination par pipeline de l'approvisionnement en gaz naturel de l'échange.
De plus, les extérieurs en salle blanche et les gaz spécialisés seront équipés de systèmes d'approvisionnement en gaz en vrac dans des environnements en salle blanche et des zones confinées spécialisées pour atténuer les dangers en cas de fuite accidentelle. Souder ces systèmes de gaz dans un environnement aussi complexe n'est pas une tâche facile. Cependant, avec soin, l'attention aux détails et le bon équipement, cette tâche peut être accomplie avec succès.
Fabrication de systèmes de distribution de gaz dans l'industrie des semi-conducteurs
Les matériaux utilisés dans les systèmes de distribution de gaz semi-conducteurs sont très variables. Ils peuvent inclure des choses comme les tuyaux métalliques recouverts de PTFE et les tuyaux pour résister aux gaz hautement corrosifs. Le matériau le plus courant utilisé à des tuyaux à usage général dans l'industrie des semi-conducteurs est l'acier inoxydable de 316L - une variante en acier inoxydable à faible teneur en carbone. En ce qui concerne 316L contre 316, 316L est plus résistant à la corrosion intergranulaire. Il s'agit d'une considération importante lorsqu'il s'agit d'une gamme de gaz hautement réactifs et potentiellement volatils qui peuvent corroder le carbone. Soudage 316L en acier inoxydable libère moins de précipités de carbone. Il réduit également le potentiel d'érosion des frontières des grains, ce qui peut entraîner des piqûres de corrosion dans les soudures et les zones affectées par la chaleur.
Pour réduire la possibilité de corrosion de la tuyauterie, conduisant à la corrosion et à la contamination de la gamme de produits, le 316L en acier inoxydable est soudé avec des rails de soudure à gaz en gaz et en tungstène est la norme dans l'industrie des semi-conducteurs. Le seul processus de soudage qui fournit le contrôle nécessaire pour maintenir un environnement de haute pureté dans la tuyauterie de processus. Le soudage orbital automatisé n'est disponible que dans la distribution de gaz semi-conducteur
Heure du poste: juillet-18-2023