Gaminant puslaidininkį, dujos atlieka visus darbus, o lazeriai sulaukia visų dėmesio. Nors lazeriai tranzistoriaus modelius daro į silicį, ėsdinimas, kuris pirmiausia nusodina silicį ir lazeriu suskaido lazerį, kad būtų pagamintos visos grandinės, yra dujų serija. Nenuostabu, kad šios dujos, kurios naudojamos kuriant mikroprocesorius per daugiapakopį procesą, yra labai grynumo. Be šio apribojimo, daugelis jų turi ir kitų rūpesčių ir apribojimų. Kai kurios dujos yra kriogeniškos, kitos - ėsdinančios, o kitos - labai toksiškos.
Apskritai, dėl šių apribojimų puslaidininkių pramonei gaminti dujų paskirstymo sistemas yra didelis iššūkis. Medžiagos specifikacijos reikalauja. Be medžiagų specifikacijų, dujų paskirstymo masyvas yra sudėtingas sujungtų sistemų elektromechaninis masyvas. Aplinka, kurioje jie yra surinkti, yra sudėtinga ir sutampa. Galutinis gaminimas vyksta vietoje kaip diegimo proceso dalis. Orbitalinis litavimas padeda atitikti aukštas dujų paskirstymo reikalavimų specifikacijas, tuo pačiu gaminant gamybą sandarioje, sudėtingoje aplinkoje.
Kaip puslaidininkių pramonė naudoja dujas
Prieš bandant suplanuoti dujų paskirstymo sistemos gamybą, būtina suprasti bent jau puslaidininkių gamybos pagrindus. Savo šerdyje puslaidininkiai naudoja dujas, kad labai kontroliuojamai būtų dedami beveik elemencinės kietosios medžiagos ant paviršiaus. Tada šios deponuotos kietos medžiagos modifikuojamos įvedant papildomas dujas, lazerius, cheminius ėsdinimus ir šilumą. Plačiojo proceso žingsniai yra šie:
Nusėdimas: Tai yra pradinio silicio plokštelės kūrimo procesas. Silicio pirmtako dujos pumpuojamos į vakuuminio nusėdimo kamerą ir sudaro plonus silicio vaflius per cheminę ar fizinę sąveiką.
Fotolitografija: Nuotraukų skyrius nurodo lazerius. Esant aukštesniam kraštutiniam ultravioletinei litografijos (EUV) spektrui, naudojamam aukščiausio specifikacijos lustui gaminti, anglies dioksido lazeris naudojamas norint išgryninti mikroprocesoriaus schemą į vaflį.
Ordinimas: Emtacinio proceso metu halogeninės anglies dujos pumpuojamos į kamerą, kad suaktyvintų ir ištirptų pasirinktas medžiagas silicio substrate. Šis procesas veiksmingai išgraviruotas lazeriu atspausdinta grandine ant substrato.
Dopingas: Tai yra papildomas žingsnis, kuris keičia išgraviruoto paviršiaus laidumą, kad būtų galima nustatyti tikslias sąlygas, kuriomis atlieka puslaidininkis.
Atkaitinimas: Šiame procese reakcijas tarp vaflių sluoksnių sukelia padidėjęs slėgis ir temperatūra. Iš esmės jis baigia ankstesnio proceso rezultatus ir sukuria baigtą procesorių vafliuose.
Kameros ir linijų valymas: Ankstesniuose etapuose naudojamos dujos, ypač ėsdinant ir doping, dažnai yra labai toksiškos ir reaktyvios. Todėl proceso kamera ir dujų linijos, maitinančios ją, turi būti užpildytos neutralizuojančiomis dujomis, kad būtų sumažinta ar pašalinta kenksmingos reakcijos, o po to užpildytos inertinėmis dujomis, kad būtų išvengta užterštų dujų įsiskverbimo iš išorinės aplinkos.
Dujų paskirstymo sistemos puslaidininkių pramonėje dažnai yra sudėtingos dėl daugybės skirtingų dujų ir griežtai kontroliuojamos dujų srauto, temperatūros ir slėgio, kuris laikui bėgant turi būti išlaikytas. Tai dar labiau apsunkina ypač didelis grynumas, reikalingas kiekvienoms proceso dujoms. Ankstesniame etape naudojamos dujos turi būti išplautos iš linijų ir kamerų arba kitaip neutralizuotos prieš pradedant kitą proceso žingsnį. Tai reiškia, kad yra daugybė specializuotų linijų, sąsajos tarp suvirintų vamzdžių sistemos ir žarnų, sąsajos tarp žarnų ir vamzdžių bei dujų reguliatorių ir jutiklių, ir sąsajos tarp visų anksčiau minėtų komponentų ir vožtuvų bei sandarinimo sistemų, skirtų užkirsti kelią vamzdyno užterštumui natūralių dujų tiekimo užterštumą.
Be to, „Cleanroom“ išorės ir specialios dujos bus aprūpintos birių dujų tiekimo sistemomis švarių kambarių aplinkoje ir specializuotose uždarose vietose, kad sušvelnintų bet kokius pavojus įvykus atsitiktiniam nutekėjimui. Suvirinti šias dujų sistemas tokioje sudėtingoje aplinkoje nėra lengva užduotis. Tačiau atsargiai, atkreipiant dėmesį į detales ir tinkamą įrangą, šią užduotį galima sėkmingai atlikti.
Gamybos dujų paskirstymo sistemos puslaidininkių pramonėje
Medžiagos, naudojamos puslaidininkių dujų paskirstymo sistemose, yra labai kintamos. Jie gali apimti tokius dalykus kaip PTFE iškloti metaliniai vamzdžiai ir žarnos, kad būtų galima atsispirti labai ėsdinančioms dujoms. Dažniausia medžiaga, naudojama bendrosios paskirties vamzdynams puslaidininkių pramonėje, yra 316L nerūdijantis plienas - mažai anglies nerūdijančio plieno variantas. Kalbant apie 316L, palyginti su 316, 316L yra atsparesnis tarpgranulinei korozijai. Tai yra svarbus aspektas, kai susiduriama su daugybe labai reaktyvių ir potencialiai lakiųjų dujų, kurios gali korozinę anglies kiekį. Suvirinimas 316L nerūdijančio plieno išleidžia mažiau anglies nuosėdų. Tai taip pat sumažina grūdų ribos erozijos potencialą, dėl kurio suvirinimo ir šilumos paveiktos zonos gali sukelti koroziją.
Siekiant sumažinti vamzdynų koroziją, sukeliančią koroziją ir užterštą produktų liniją, 316L nerūdijančio plieno, suvirintomis grynais argono ekranuotomis dujomis, ir volframo dujų ekranuotų suvirinimo bėgių, yra puslaidininkių pramonės standartas. Vienintelis suvirinimo procesas, užtikrinantis valdymą, reikalingą norint palaikyti aukštos grynumo aplinką proceso vamzdynuose. Automatizuotas orbitos suvirinimas yra prieinamas tik puslaidininkių dujų paskirstymui
Pašto laikas: 2018 m. Liepos 18 d