الدور الحاسم لأنظمة توزيع الغاز في التصنيع في صناعة شرائح الكمبيوتر!

في تصنيع شرائح السيليكون، تقوم الغازات بكل العمل ويحصل الليزر على كل الاهتمام. بينما يقوم الليزر بنحت أنماط الترانزستورات على السيليكون، فإن العملية التي تُودِع السيليكون أولًا وتُفكك الليزر لصنع الدوائر الكاملة هي سلسلة من الغازات. وليس من المستغرب أن هذه الغازات، التي تُستخدم لتطوير المعالجات الدقيقة عبر عملية متعددة المراحل، تكون ذات نقاء عالٍ. بالإضافة إلى هذا القيد، هناك العديد من المخاوف والقيود الأخرى المتعلقة بها. بعض هذه الغازات تكون مُبردة للغاية، وأخرى تكون مُؤكلة، وبعضها الآخر يكون سامًا جدًا.

بشكل عام، هذه القيود تجعل تصنيع أنظمة توزيع الغازات لصناعة شرائح السيليكون تحديًا كبيرًا. مواصفات المواد معقدة للغاية. بالإضافة إلى مواصفات المواد، فإن نظام توزيع الغاز هو نظام كهروميكانيكي معقد يتكون من أنظمة متصلة ببعضها البعض. البيئات التي يتم فيها التجميع معقدة ومتشابكة. يتم تنفيذ العمليات النهائية في الموقع كجزء من عملية التركيب. اللحام المداري يساعد في تحقيق متطلبات توزيع الغازات ذات المواصفات العالية ويجعل العمليات في البيئات الضيقة والمعقدة أكثر قابلية للإدارة.

كيفية استخدام الغازات في صناعة شرائح السيليكون

قبل محاولة تخطيط إنتاج نظام توزيع الغاز، من الضروري فهم الأساسيات على الأقل لصناعة شبه الموصلات. في جوهرها، تستخدم شرائح السيليكون غازات لإيداع مواد صلبة قريبة من العناصر على سطح بطريقة مراقبة بدقة. ثم يتم تعديل هذه المواد الصلبة بإدخال غازات إضافية، الليزر، مواد كيميائية للنحت الحراري والحرارة. الخطوات في العملية العامة هي:

الإيداع: هذا هو عملية إنشاء الشريحة السيليكونية الأولية. يتم ضخ غازات السيليكون السابقة إلى غرفة الإيداع الفراغي وتكوين أقراص سيليكون رقيقة من خلال التفاعلات الكيميائية أو الفيزيائية.

التصوير الضوئي: الجزء المتعلق بالليزر يشير إلى الليزر. في طيف التصوير الضوئي فوق البنفسجي المتطرف (EUV) المستخدم لإنتاج الرقائق ذات المواصفات الأعلى، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لنحت دوائر المعالج الدقيقة في الشريحة.

النقش: أثناء عملية النقش، يتم ضخ غاز هالوجين-كربون إلى الغرفة لتفعيل وحل المواد المختارة في Filme السيليكون. هذه العملية تقوم بنقش الدوائر الكهربائية المطبوعة بالليزر على Filme.

التلوث: هذا هو الخطوة إضافية التي تغير قابلية التوصيل للسطح المنقوش لتحديد الظروف الدقيقة التي يوصل بهاiconductor نصف الموصل.

التحميص: في هذه العملية، يتم تحفيز التفاعلات بين طبقات الشريحة بواسطة الضغط والحرارة المرتفعة. في الأساس، فإنها تنهي نتائج العملية السابقة وتخلق المعالج النهائي في الشريحة.

تنظيف الغرفة والخط: الغازات المستخدمة في الخطوات السابقة، خاصة التآكل والتسميم، غالباً ما تكون سامة للغاية وتفاعلية. لذلك، تحتاج غرفة العملية والخطوط التي تغذيها إلى ملء بالغازات المحايدة لتقليل أو القضاء على التفاعلات الضارة، ثم ملؤها بالغازات الخاملة لمنع اختراق أي غازات ملوثة من البيئة الخارجية.

تكون أنظمة توزيع الغاز في صناعة شرائح السيليكون معقدة غالباً بسبب الكم الهائل من الغازات المختلفة والسيطرة المشددة على تدفق الغاز، درجة الحرارة والضغط التي يجب الحفاظ عليها مع مرور الزمن. يزداد هذا التعقيد بسبب الحاجة إلى نقاء فائق لكل غاز مستخدم في العملية. يجب إخراج الغازات المستخدمة في الخطوة السابقة من الأنابيب والمراحل أو تحييدها بطريقة أخرى قبل البدء بالخطوة التالية من العملية. وهذا يعني وجود عدد كبير من الخطوط المتخصصة، والروابط بين الأنظمة الملحومة للأنابيب والخراطيم، والروابط بين الخراطيم والأنابيب ومحكمات الغاز والأجهزة الحسّاسة، بالإضافة إلى الروابط بين جميع المكونات المذكورة سابقاً والصمامات وأنظمة الإغلاق المصممة لمنع تلوث خطوط الأنابيب بالغاز الطبيعي نتيجة الاستبدال.

بالإضافة إلى ذلك، ستصبح خزانات الغاز الخارجي وغازات التخصص مجهزة بنُظم توريد غازات بالجملة في بيئات الغرف النظيفة وفي مناطق محصورة متخصصة لتفادي أي مخاطر في حالة حدوث تسرب غير متوقع. لحام أنظمة الغاز في مثل هذا البيئة المعقدة ليس أمرًا سهلاً. ومع ذلك، وباستخدام العناية والاهتمام بالتفاصيل والمعدات المناسبة، يمكن إنجاز هذه المهمة بنجاح.

تصنيع نُظم توزيع الغاز في صناعة شرائح الدارات المتكاملة

تختلف المواد المستخدمة في أنظمة توزيع الغازات شبه الموصلة بشكل كبير. يمكن أن تشمل أشياء مثل الأنابيب والخراطيم المعدنية المبطنة بـ PTFE لمقاومة الغازات ذات التآكل العالي. المادة الأكثر شيوعًا المستخدمة في الأنابيب العامة في صناعة شرائح السيليكون هي الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 316L - وهو نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الكربون المنخفض. عند مقارنة 316L مع 316، فإن 316L أكثر مقاومة للتآكل بين الحبوب. هذا اعتبار مهم عند التعامل مع مجموعة واسعة من الغازات التفاعلية للغاية والمحتمل أن تكون متطايرة والتي يمكن أن تتسبب في تآكل الكربون. يطلق اللحام على الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 316L كميات أقل من الرواسب الكربونية. كما يقلل من احتمالية تآكل حدود الحبوب، مما يؤدي إلى تآكل بالنقاط في اللحامات والمناطق المتضررة حراريًا.

لتقليل احتمالية تآكل الأنابيب مما يؤدي إلى تآكل خطوط المنتجات والتلوث، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 316L والمُلحَم باستخدام غاز الأرجون النقي كغطاء وتُستخدم سكك لحام محمية بالتنغستن كمعيار في صناعة شبه الموصلات. اللحام هو العملية الوحيدة التي توفر التحكم اللازم للحفاظ على بيئة نقية عاليًا في أنابيب العمليات. يوفر اللحام المداري الآلي فقط التحكم القابل للتكرار اللازم لإكمال اللحام أثناء تصنيع أنظمة توزيع الغاز الخاصة بشبه الموصلات. حقيقة أن رؤوس اللحام المداري المغلقة يمكنها التعامل مع المساحات المزدحمة والصعبة عند التقاطعات المعقدة بين مناطق العمليات تعتبر ميزة كبيرة لهذه العملية.

شنتشن ووفاي تكنولوجي كو., لت، مع أكثر من 10 سنوات من الخبرة في توريد الغازات الصناعية والخاصة، المواد، أنظمة إمداد الغاز والهندسة الغازية لأسواق شبه الموصلات، LED، DRAM، وTFT-LCD، يمكننا تقديم المواد اللازمة لجعل منتجاتك في طليعة الصناعة. يمكننا ليس فقط توفير مجموعة واسعة من الصمامات والمفاصل للغازات الإلكترونية الخاصة بشبه الموصلات، ولكن أيضا تصميم أنابيب الغاز وتثبيت المعدات لعملائنا.