การออกแบบระบบสำหรับก๊าซที่ใช้ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

เมื่อตลาดเซมิคอนดักเตอร์เติบโตขึ้น มาตรฐานสำหรับความบริสุทธิ์และความถูกต้องก็เข้มงวดมากขึ้น หนึ่งในปัจจัยที่กำหนดคุณภาพของการผลิตเซมิคอนดักเตอร์คือก๊าซที่ใช้ในกระบวนการ ก๊าซเหล่านี้มีบทบาทหลายอย่างในกระบวนการผลิต เช่น:

การควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ

การป้องกันการปนเปื้อน

การเพิ่มสมบัติทางโลหะวิทยา

เพื่อให้สามารถทำบทบาทเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบจ่ายและกระจายก๊าซจะต้องมีประสิทธิภาพ การออกแบบของระบบจัดการก๊าซที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะต้องได้รับการสนับสนุนจากชิ้นส่วนที่แข็งแรงและชุดประกอบที่ปรับแต่งได้ เพื่อให้มั่นใจว่าการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะมีความน่าเชื่อถือและคุณภาพสูง

ก๊าซที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ต้องใช้ก๊าซชนิดต่าง ๆ ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ

ในขณะที่ก๊าซทั่วไป เช่น ไนโตรเจน ไฮโดรเจน อาร์กอน และฮีเลียม สามารถใช้งานในรูปแบบบริสุทธิ์ได้ กระบวนการบางอย่างอาจต้องการสารผสมเฉพาะทาง ก๊าซเฉพาะทาง เช่น ไซลาเนส หรือ ไซโลคซานส์ เฮกซาฟลูออไรด์ ฮาไลด์ และไฮโดรคาร์บอน เป็นตัวอย่างของก๊าซที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ก๊าซเหล่านี้หลายชนิดอาจเป็นอันตรายหรือเกิดปฏิกิริยาได้ง่าย สร้างความท้าทายในการเลือกและการออกแบบชิ้นส่วนสำหรับระบบก๊าซ

ตัวอย่างบางส่วน:

ไฮโดรเจนและฮีเลียมสามารถรั่วไหลจากท่อและระบบข้อต่อได้ง่ายเนื่องจากขนาดอะตอมและน้ำหนักที่เล็ก

ไซลาเนสเป็นเชื้อเพลิงที่ลุกไหม้ได้ง่ายและสามารถเผาไหม้เองในอากาศได้

ไนโตรเจนไดเฟอร์ริดที่ใช้ในขั้นตอนการเคลือบ การกร่อน และการทำความสะอาดห้องปฏิบัติการ จะกลายเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลังเมื่อรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม

ไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (ก๊าซสำหรับการกร่อน) มีฤทธิ์กัดกร่อนต่อท่อโลหะอย่างมาก

ทริเมธิลแกลเลียมและแอมโมเนียอาจยากต่อการจัดการ - การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในความต้องการของอุณหภูมิและความดันสามารถส่งผลกระทบต่อกระบวนการเคลือบ

การควบคุมเงื่อนไขของกระบวนการเพื่อให้ลดผลกระทบเชิงลบที่เกิดจากก๊าซเหล่านี้ต้องเป็นความสำคัญอันดับหนึ่งในระหว่างการออกแบบระบบ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญเท่าเทียมกันที่จะใช้ชิ้นส่วนคุณภาพสูงสุด เช่น วาล์วเยื่อหุ้ม AFK ในระหว่างกระบวนการสร้าง

การแก้ไขความท้าทายในการออกแบบระบบ

ก๊าซระดับเซมิคอนดักเตอร์โดยทั่วไปแล้วมีความบริสุทธิ์สูงและให้สภาพเฉื่อยหรือเสริมปฏิกิริยาในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการผลิต เช่น ก๊าซสำหรับการกร่อนและการเคลือบ การรั่วไหลหรือการปนเปื้อนของก๊าซเหล่านี้อาจก่อให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ชิ้นส่วนของระบบที่ใช้จะต้องถูกปิดสนิทและทนต่อการกัดกร่อนได้ และยังต้องมีผิวเรียบ (จากการขัดไฟฟ้า) เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีโอกาสเกิดการปนเปื้อนและสามารถรักษาความสะอาดในระดับสูงสุดได้อย่างสมบูรณ์

นอกจากนี้ ก๊าซบางชนิดสามารถถูกทำความร้อนหรือความเย็นเพื่อให้ได้เงื่อนไขกระบวนการตามที่ต้องการ ชิ้นส่วนที่ฉนวนกันความร้อนดีจะช่วยควบคุมอุณหภูมิ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์สุดท้าย

จากจุดทางเข้าแหล่งที่มาจนถึงจุดใช้งาน ชิ้นส่วนหลากหลายของ AFK สนับสนุนการควบคุมความบริสุทธิ์สูงมาก อุณหภูมิ แรงดัน และการไหลซึ่งจำเป็นในห้องสะอาดของเซมิคอนดักเตอร์และห้องสุญญากาศ

ระบบที่ออกแบบมาพร้อมชิ้นส่วนคุณภาพในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์

บทบาทของชิ้นส่วนคุณภาพและการปรับแต่งการออกแบบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมที่แม่นยำและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์อย่างปลอดภัย ชิ้นส่วนที่ใช้ต้องแข็งแรงและไม่มีการรั่วเพื่อรองรับเงื่อนไขกระบวนการที่แตกต่างกันในแต่ละขั้นตอนของการผลิต วาล์ว เฟอร์ริ่ง เรจูเลเตอร์ ท่อ และชุดยึดปิดผนึกคุณภาพสูงของ AFK มีลักษณะดังนี้:

ความบริสุทธิ์สูงมาก

การปิดผนึกที่ไม่มีการรั่ว

ฉนวนกันความร้อนที่ควบคุมอุณหภูมิ

การควบคุมแรงดัน

ความต้านทานการกัดกร่อน

การบำบัดด้วยการขัดเงาด้วยไฟฟ้า