En la fabricación del semiconductor, los gases hacen todo el trabajo y los lasers consiguen toda la atención. Mientras que los lasers hacen modelos del transistor del grabado de pistas en el silicio, el grabado de pistas que primero deposita el silicio y analiza el laser para hacer los circuitos completos es una serie de gases. No es de extrañar que estos gases, que se utilizan para desarrollar los microprocesadores con un proceso gradual, están de pureza elevada. Además de esta limitación, muchos de ellos tienen otras preocupaciones y limitaciones. Algunos de los gases son criogénicos, otros son corrosivos, y otros siguen siendo altamente tóxicos.
Cosiderándolo todo, estas limitaciones hacen los sistemas de distribución de fabricación del gas para la industria del semiconductor un considerable desafío. Las especificaciones materiales están exigiendo. Además de especificaciones materiales, un arsenal de la distribución del gas es un arsenal electromecánico complejo de sistemas interconectados. Los ambientes en los cuales están montados son complejos y traslapo. La fabricación final ocurre en sitio como parte del proceso de instalación. Ayudas de soldadura orbitales para cumplir los altos requisitos de la distribución del gas de la especificación mientras que hace la fabricación en los ambientes apretados y desafiadores más manejables.
Cómo los gases se utilizan en la industria del semiconductor
Antes de intentar planear la fabricación de un sistema de distribución del gas, es necesario entender por lo menos los fundamentos de la fabricación del semiconductor. En su base, los semiconductores utilizan los gases para depositar los sólidos cercano-elementales en una superficie de una manera altamente controlada. Estos sólidos depositados entonces son modificados introduciendo los gases adicionales, los lasers, los etchants químicos, y calor. Los pasos en el proceso amplio son:
Deposición: Éste es el proceso de crear la oblea de silicio inicial. Los gases del precursor del silicio se bombean en una cámara de la deposición de vacío y forman las obleas de silicio finas con interacciones químicas o físicas.
Fotolitografía: La sección de la foto refiere a los lasers. En el espectro ultravioleta extremo más alto de la litografía (EUV) usado para hacer los microprocesadores más altos de la especificación, un laser de dióxido de carbono se utiliza para grabar al agua fuerte el conjunto de circuitos del microprocesador en la oblea.
Aguafuerte: Durante el proceso que graba al agua fuerte, el gas del halógeno-carbono se bombea en la cámara para activar y para disolver los materiales seleccionados en el substrato de silicio. Este proceso graba con eficacia el conjunto de circuitos impreso por laser sobre el substrato.
Doping: Éste es un paso adicional que cambia la conductividad de la superficie grabada al agua fuerte para determinar las condiciones exactas bajo las cuales el semiconductor conduce.
Recocido: En este proceso, las reacciones entre las capas de la oblea son accionadas por la presión y la temperatura elevadas. Esencialmente, concluye los resultados del proceso anterior y crea el procesador concluido en la oblea.
Cámara y línea limpieza: Los gases usados en los pasos anteriores, grabando al agua fuerte y dopando especialmente, son a menudo altamente tóxicos y reactivos. Por lo tanto, la cámara del proceso y las líneas de gas que la alimentan necesitan ser llenadas de los gases de neutralización para reducir o para eliminar reacciones dañinas, y después ser llenadas de los gases inertes para prevenir la intrusión de cualquier gas contaminante del ambiente exterior.
Los sistemas de distribución del gas en la industria del semiconductor son a menudo complejos debido a los muchos diversos gases implicados y el control apretado del flujo, de la temperatura y de la presión del gas que se debe mantener en un cierto plazo. Esto es complicada más a fondo por la pureza ultraalta requerida para cada gas en el proceso. Los gases usados en el paso anterior deben ser enjuagados de las líneas y de las cámaras o ser neutralizados de otra manera antes de que el paso siguiente del proceso pueda comenzar. Esto significa que hay un gran número de líneas especializadas, interfaces entre los sistemas del tubo y las mangueras soldados con autógena, interfaces entre las mangueras y los tubos y los reguladores del gas y sensores, así como los interfaces entre todos los componentes y sistemas previamente mencionados de las válvulas y del aislamiento diseñados para evitar que la contaminación de la tubería del suministro de gas natural sea intercambiada hacia fuera.
Además, el exterior del recinto limpio y los gases de la especialidad serán equipados de los sistemas de suministro de gas a granel en ambientes del recinto limpio y áreas confinadas especializadas para atenuar cualquier peligro en caso de salida accidental. La soldadura de estos sistemas de gas en un ambiente tan complejo no es ninguna tarea fácil. Sin embargo, con cuidado, la atención al detalle y el equipo derecho, esta tarea se puede lograr con éxito.
Sistemas de distribución de fabricación del gas en la industria del semiconductor
Los materiales usados en sistemas de distribución del gas del semiconductor son altamente variables. Pueden incluir cosas como los tubos y las mangueras PTFE-alineados del metal para resistir los gases altamente corrosivos. El material más común usado para la tubería de fines generales en la industria del semiconductor es 316L el acero inoxidable - una variante de acero inoxidable con poco carbono. Cuando se trata de 316L contra 316, 316L es más resistente a la corrosión intergranular. Esto es una consideración importante al ocuparse de una gama de gases altamente reactivos y potencialmente volátiles que puedan corroer el carbono. Lanzamientos de acero inoxidables de soldadura 316L menos precipitados del carbono. También reduce el potencial para la erosión del límite de grano, que puede llevar a la corrosión crateriforme en soldaduras y zonas afectadas de calor.
Para reducir la posibilidad de la corrosión aflautada que lleva a la línea de productos corrosión y contaminación, el acero inoxidable 316L soldado con autógena con el argón puro que protege los carriles herméticos a los gases de la soldadura del gas y del tungsteno es el estándar en la industria del semiconductor. El único proceso de soldadura que proporciona el control necesario para mantener un ambiente de la pureza elevada en la instalación de tubos del proceso. La soldadura orbital automatizada proporciona solamente el control de proceso repetible necesitó terminar la soldadura en la fabricación de los sistemas de distribución del gas del semiconductor. El hecho que incluyó las cabezas orbitales de la soldadura puede acomodar haber apretado y los espacios difíciles en las intersecciones complejas entre las áreas de proceso es una ventaja significativa del proceso.
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