I tillverkningsprocessen för halvledarskivorgjuterier med relativt avancerade produktionsprocesser behövs nästan 50 olika typer av gaser. Gaser delas generellt in i bulkgaser ochspecialgaser.

Användning av gaser inom mikroelektronik- och halvledarindustrin Användningen av gaser har alltid spelat en viktig roll i halvledarprocesser, särskilt halvledarprocesser används i stor utsträckning inom olika industrier. Från ULSI och TFT-LCD till den nuvarande mikroelektromekaniska (MEMS) industrin används halvledarprocesser som produkttillverkningsprocesser, inklusive torretsning, oxidation, jonimplantation, tunnfilmsdeponering etc.

Till exempel vet många att chip är gjorda av sand, men om man tittar på hela chiptillverkningsprocessen behövs fler material, såsom fotoresist, polervätska, målmaterial, specialgas etc. som är oumbärliga. Baksideskapsling kräver också substrat, mellanlägg, lead frames, bindningsmaterial etc. av olika material. Elektroniska specialgaser är det näst största materialet i halvledartillverkningskostnader efter kiselskivor, följt av masker och fotoresister.

Gasens renhet har en avgörande inverkan på komponenternas prestanda och produktutbyte, och säkerheten vid gasförsörjningen är relaterad till personalens hälsa och säkerheten vid fabriksdriften. Varför har gasens renhet en så stor inverkan på processlinjen och personalen? Detta är ingen överdrift, utan bestäms av gasens farliga egenskaper.

Klassificering av vanliga gaser inom halvledarindustrin

Vanlig gas

Vanlig gas kallas även bulkgas: det avser industrigas med ett renhetskrav lägre än 5N och en stor produktions- och försäljningsvolym. Den kan delas in i luftseparationsgas och syntetisk gas enligt olika framställningsmetoder. Väte (H2), kväve (N2), syre (O2), argon (A2), etc.;

Specialgas

Specialgas avser industrigas som används inom specifika områden och har särskilda krav på renhet, sort och egenskaper.SiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... och så vidare.

Typer av spicial gaser

Typer av specialgaser: frätande, giftiga, brandfarliga, förbränningsfrämjande, inerta, etc.
Vanligt förekommande halvledargaser klassificeras enligt följande:
(i) Frätande/giftigt:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Brandfarligt: ​​H2CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO...
(iii) Brännbart: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrHan…

Vid tillverkning av halvledarchip används cirka 50 olika typer av specialgaser (så kallade specialgaser) för oxidation, diffusion, deponering, etsning, injektion, fotolitografi och andra processer, och de totala processstegen överstiger hundratals. Till exempel används PH3 och AsH3 som fosfor- och arsenikkällor i jonimplantationsprocessen, F-baserade gaser CF4, CHF3, SF6 och halogengaser CI2, BCI3, HBr används vanligtvis i etsningsprocessen, SiH4, NH3, N2O i deponeringsfilmprocessen, F2/Kr/Ne, Kr/Ne i fotolitografiprocessen.

Utifrån ovanstående aspekter kan vi förstå att många halvledargaser är skadliga för människokroppen. I synnerhet är vissa gaser, såsom SiH4, självantändliga. Så länge de läcker reagerar de våldsamt med syre i luften och börjar brinna; och AsH3 är mycket giftigt. Varje litet läckage kan orsaka skada på människors liv, så kraven på säkerheten för styrsystemdesign vid användning av specialgaser är särskilt höga.

Halvledare kräver att gaser med hög renhet har "tre grader"

Gasens renhet

Halten av föroreningsatmosfär i gasen uttrycks vanligtvis som en procentandel av gasens renhet, såsom 99,9999 %. Generellt sett når renhetskravet för elektroniska specialgaser 5N-6N, och uttrycks även som volymförhållandet för föroreningsatmosfärens innehåll ppm (miljondelar), ppb (miljarddelar) och ppt (biljondelar). Elektroniska halvledarfält har de högsta kraven på renhet och kvalitetsstabilitet hos specialgaser, och renheten hos elektroniska specialgaser är generellt större än 6N.

Torrhet

Halten av spårvatten i gasen, eller fuktighet, uttrycks vanligtvis i daggpunkt, såsom atmosfärisk daggpunkt -70 ℃.

Renlighet

Antalet förorenande partiklar i gasen, partiklar med en partikelstorlek på µm, uttrycks i antal partiklar/M3. För tryckluft uttrycks det vanligtvis i mg/m3 oundvikliga fasta rester, vilket inkluderar oljeinnehåll.