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半导体设备Gas Box(气柜)设计的得力助手

2020-03-09

  随着集成电路芯片制造的工艺越来越先进,目前的工艺制程已达到7纳米,下一步目标将是5纳米。制造工艺技术的不断提升带来的变化就是需要使用更多新材料、特殊气体。

  为应对技术升级,在诸如刻蚀、薄膜沉积等关键半导体设备内的Gas box(气柜)上需要增加一定数量的气体管路、高纯VCR、微型焊接接头、隔膜阀门、MFC(质量流量计)等流体元件。

  1Gas box(气柜)设计带来的挑战

  Gas Box(气柜),作为半导体设备内的核心组成部分之一,其功能是将各路工艺气体集成在一个空间环境内,并按工艺需求对不同气体进行传输、分配和混合。对个别关键工艺气体进行精确的流量控制,根据工艺不同步骤的设定实现对工艺气体进行开关控制等功能。在Gas box中,工艺气体的响应时间、流量控制对Wafer(晶圆)制造工艺起到至关重要的作用。因此,Gas Box(气柜)内部需要稳定可靠的流体系统元件。

  成熟、灵活的Gas Box(气柜)气体传输系统设计能够有效保证Wafer(晶圆)在反应过程中平稳进行,且不会因为阀门没有及时打开而使反应失效,或因为存在死区导致工艺反应后产生particle(颗粒)污染。目前Gas Box(气柜)的设计仍面临诸多挑战,如:

  空间:希望在不断增加气路的同时,依然能保持原先气柜的尺寸。

  设计的灵活性:希望在Gas Box(气柜)各气体管路的进出口位置的方向能够有更多选择。

  目前市场上已经存在一种Surface Mounting(表面安装式气路传输系统),这类系统确实可以在一定程度上减小以传统VCR方式连接的气体传输系统Gas Box(气柜) 的Footprint(占用面积),但缺点是依然不够灵活。

  2盖斯帕克解决方案

  如何进一步完善Gas Box(气柜)的流体传输系统设计,使之更小型化、更灵活?

  盖斯帕克的Cartridge(嵌入式阀组系统)客户定制方案将为您解决这些问题。

  小型化,节省空间:

  Cartridge(嵌入式阀组系统)相比传统表面安装系统具有的小型化优势。

  1. 盖斯帕克Cartridge(嵌入式阀组系统)内将隔膜、Cartridge(嵌入式)部件放置于在底座中,而底座上方仅仅是阀门的气动头。而传统底座式系统的阀门本体和接口均处于底座之上,在系统的高度空间控制方面,Cartridge(嵌入式阀组系统)就更胜一筹。

  2. 盖斯帕克Cartridge(嵌入式阀组系统)的底座内可以根据客户工艺设计的需求,进行复杂的流道设计,可将28个阀门集成在一个整块底座中,且底座内可以包含多条流道,复杂流道内表面的电抛光钝化工艺,体现了盖斯帕克的精密加工和表面处理的精湛工艺。而传统底座式系统无法实现如此密集、紧凑的规模的阀门集成。

  盖斯帕克Cartridge(嵌入式阀组系统)定制方案比传统底座式传输系统更紧凑,可以帮助您进一步节省Gas Box(气柜)空间。

  设计灵活:

  Cartridge(嵌入式阀组系统)底座的表面和侧面全方位角度,均可根据需求提供传统VCR接口配合外接进出口气体管路,使得Gas box传输系统的设计更加立体和灵活。

  其他特点:

  维护方便:Cartridge(嵌入式阀组系统)的阀座和膜片整体可以更换,过程简便

  安装简易:可利用螺纹方式直接将气动头与底座相连接,无需像传统的表面安装系统用4个固定螺栓以及密封垫片

  更长的使用寿命

  更好的吹扫能力

  还在为气路的增加而必须扩大Footprint(所占面积)而愁眉莫展?若您需要把Gas box内的众多阀门集成在一起,盖斯帕克Cartridge(嵌入式阀组系统)定制化方案可以帮助您实现这些目标。我们非常乐意与您一起探讨、解决这方面的设计问题。