I fremstillingsprocessen af ​​halvlederwaferstøberier med relativt avancerede produktionsprocesser er der brug for næsten 50 forskellige typer gasser. Gasser opdeles generelt i bulkgasser ogspecielle gasser.

Anvendelse af gasser i mikroelektronik og halvlederindustrier Brugen af ​​gasser har altid spillet en vigtig rolle i halvlederprocesser, især halvlederprocesser er meget udbredt i forskellige industrier. Fra ULSI, TFT-LCD til den nuværende mikro-elektromekaniske (MEMS) industri bruges halvlederprocesser som produktfremstillingsprocesser, herunder tørætsning, oxidation, ionimplantation, tyndfilmaflejring osv.

For eksempel ved mange, at spåner er lavet af sand, men ser man på hele processen med spånfremstilling, er der brug for flere materialer, såsom fotoresist, polervæske, målmateriale, specialgas osv. er uundværlige. Back-end emballage kræver også substrater, interposers, blyrammer, bindingsmaterialer osv. af forskellige materialer. Elektroniske specialgasser er det næststørste materiale i halvlederproduktionsomkostninger efter siliciumwafers, efterfulgt af masker og fotoresists.

Gassens renhed har en afgørende indflydelse på komponenternes ydeevne og produktudbytte, og sikkerheden ved gasforsyning er relateret til personalets sundhed og sikkerheden ved fabriksdrift. Hvorfor har renheden af ​​gas så stor indflydelse på proceslinjen og personalet? Dette er ikke en overdrivelse, men er bestemt af selve gassens farlige egenskaber.

Klassificering af almindelige gasser i halvlederindustrien

Almindelig gas

Almindelig gas kaldes også bulkgas: det refererer til industrigas med et renhedskrav lavere end 5N og en stor produktions- og salgsvolumen. Den kan opdeles i luftseparationsgas og syntetisk gas i henhold til forskellige forberedelsesmetoder. Hydrogen (H2), nitrogen (N2), oxygen (O2), argon (A2), etc.;

Specialgas

Specialgas refererer til industrigas, der bruges inden for specifikke områder og har særlige krav til renhed, variation og egenskaber. HovedsageligSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… og så videre.

Typer af spcialgasser

Typer af specielle gasser: ætsende, giftige, brandfarlige, forbrændingsstøttende, inaktive osv.
Almindeligt anvendte halvledergasser er klassificeret som følger:
(i) Ætsende/giftige:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Brandfarlig: H2、CH4、SiH4, PH3 , AsH3 , SiH2Cl2 , B2H6 , CH2F2 , CH3F , CO ...
(iii) Brændbart: O2, Cl2, N2O, NF3...
(iv) Inert: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Han…

I processen med fremstilling af halvlederchips bruges omkring 50 forskellige typer specialgasser (benævnt specielle gasser) til oxidation, diffusion, aflejring, ætsning, injektion, fotolitografi og andre processer, og de samlede procestrin overstiger hundredvis. For eksempel bruges PH3 og AsH3 som phosphor- og arsenkilder i ionimplantationsprocessen, F-baserede gasser CF4, CHF3, SF6 og halogengasser CI2, BCI3, HBr er almindeligt anvendt i ætseprocessen, SiH4, NH3, N2O i aflejringsfilmprocessen, F2/Kr/Ne, Kr/Ne i fotolitografiprocessen.

Ud fra ovenstående aspekter kan vi forstå, at mange halvledergasser er skadelige for den menneskelige krop. Især nogle af gasserne, såsom SiH4, er selvantændelige. Så længe de lækker, vil de reagere voldsomt med ilt i luften og begynde at brænde; og AsH3 er meget giftig. Enhver lille lækage kan forårsage skade på menneskers liv, så kravene til sikkerheden af ​​kontrolsystemets design til brug af specielle gasser er særligt høje.

Halvledere kræver gasser med høj renhed for at have "tre grader"

Gas renhed

Indholdet af urenhedsatmosfære i gassen udtrykkes normalt som en procentdel af gasrens renhed, såsom 99,9999%. Generelt set når renhedskravet for elektroniske specialgasser 5N-6N og udtrykkes også ved volumenforholdet mellem urenhedsatmosfæreindhold ppm (part per million), ppb (part per billion) og ppt (part per billion). Det elektroniske halvlederfelt har de højeste krav til renhed og kvalitetsstabilitet af specielle gasser, og renheden af ​​elektroniske specialgasser er generelt større end 6N.

Tørhed

Indholdet af sporvand i gassen, eller fugtighed, udtrykkes normalt i dugpunkt, såsom atmosfærisk dugpunkt -70 ℃.

Renhed

Antallet af forurenende partikler i gassen, partikler med en partikelstørrelse på µm, er udtrykt i hvor mange partikler/M3. For trykluft er det normalt udtrykt i mg/m3 uundgåelige faste rester, som inkluderer olieindhold.