I tillverkningsprocessen för halvledarskivor gjuterier med relativt avancerade produktionsprocesser behövs nästan 50 olika typer av gaser. Gaser är vanligtvis uppdelade i bulkgaser ochspecialgaser.

Tillämpning av gaser inom mikroelektronik och halvledarindustrier Användningen av gaser har alltid spelat en viktig roll i halvledarprocesser, särskilt halvledarprocesser används ofta i olika branscher. Från ULSI, TFT-LCD till den nuvarande mikroelektromekaniska (MEMS) industrin, halvledarprocesser används som produkttillverkningsprocesser, inklusive torr etsning, oxidation, jonimplantation, tunnfilmavsättning, etc.

Till exempel vet många att chips är gjorda av sand, men när man tittar på hela processen med chiptillverkning behövs mer material, såsom fotoresist, polering av vätska, målmaterial, specialgas etc. är nödvändiga. Back-end-förpackning kräver också substrat, interposatorer, blyramar, bindningsmaterial etc. av olika material. Elektroniska specialgaser är det näst största materialet inom tillverkningskostnader för halvledar efter kiselskivor, följt av masker och fotoresister.

Gasens renhet har ett avgörande inflytande på komponentprestanda och produktutbyte, och säkerheten för gasförsörjning är relaterad till personalens hälsa och säkerheten för fabriksdrift. Varför har gasens renhet så stor inverkan på processlinjen och personalen? Detta är inte en överdrift, men bestäms av själva gasens farliga egenskaper.

Klassificering av vanliga gaser i halvledarindustrin

Vanlig gas

Vanlig gas kallas också bulkgas: den hänvisar till industriell gas med ett renhetskrav lägre än 5N och en stor produktions- och försäljningsvolym. Det kan delas upp i luftseparationsgas och syntetisk gas enligt olika beredningsmetoder. Väte (H2), kväve (N2), syre (O2), argon (A2), etc.;

Specialgas

Specialgas hänvisar till industriell gas som används inom specifika områden och har speciella krav för renhet, variation och egenskaper. HuvudsakligenSih4, 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 spicity gaser

Typer av specialgaser: frätande, giftiga, brandfarliga, förbränningsstödande, inert, etc.
Vanligt använda halvledargaser klassificeras enligt följande:
(i) frätande/toxiska:Hcl、 BF3 、 WF6 、 HBR 、 SIH2CL2 、 NH3 、 PH3 、 CL2 、Bcl3...
(ii) Brandfarlig: H2 、Ch4、Sih4、 PH3 、 ASH3 、 SIH2CL2 、 B2H6 、 CH2F2 、 CH3F 、 CO…
(iii) Förbränning: O2 、 CL2 、 N2O 、 NF3 ...
(iv) inert: n2 、Cf4、 C2F6 、C4f8、Sf6、 CO2 、Ne、Kr、 Han ...

I processen med halvledarchiptillverkning används cirka 50 olika typer av speciella gaser (kallad specialgaser) vid oxidation, diffusion, avsättning, etsning, injektion, fotolitografi och andra processer, och de totala processstegen överstiger hundratals. For example, PH3 and AsH3 are used as phosphorus and arsenic sources in the ion implantation process, F-based gases CF4, CHF3, SF6 and halogen gases CI2, BCI3, HBr are commonly used in the etching process, SiH4, NH3, N2O in the deposition film process, F2/Kr/Ne, Kr/Ne in the photolithography process.

Från ovanstående aspekter kan vi förstå att många halvledargaser är skadliga för människokroppen. I synnerhet är några av gaserna, såsom SIH4, självjusterande. Så länge de läcker kommer de att reagera våldsamt med syre i luften och börja brinna; och Ash3 är mycket giftigt. Varje litet läckage kan orsaka skada på människors liv, så kraven för säkerheten för kontrollsystemets design för användning av specialgaser är särskilt höga.

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

Gasrenhet

Innehållet av föroreningsatmosfär i gasen uttrycks vanligtvis i procent av gasrenheten, såsom 99.9999%. Generellt sett når renhetskravet för elektroniska specialgaser 5N-6N, och uttrycks också med volymförhållandet för föroreningsatmosfärinnehåll PPM (del per miljon), PPB (del per miljard) och PPT (del per biljon). Det elektroniska halvledarfältet har de högsta kraven för renhet och kvalitetsstabilitet för specialgaser, och renheten hos elektroniska specialgaser är i allmänhet större än 6N.

Torrhet

Innehållet av spårvatten i gasen eller våtheten uttrycks vanligtvis i daggpunkt, såsom atmosfärisk daggpunkt -70 ℃.

Renlighet

Antalet förorenande partiklar i gasen, partiklar med en partikelstorlek på um, uttrycks i hur många partiklar/m3. För tryckluft uttrycks det vanligtvis i mg/m3 av oundvikliga fasta rester, som inkluderar oljeinnehåll.