W procesie produkcyjnym odlewni płytek półprzewodnikowych o stosunkowo zaawansowanych procesach produkcyjnych potrzebnych jest blisko 50 różnych rodzajów gazów. Gazy dzielą się zazwyczaj na gazy masowe igazy specjalne.

Zastosowanie gazów w mikroelektronice i przemyśle półprzewodnikowym. Zastosowanie gazów zawsze odgrywało ważną rolę w procesach półprzewodnikowych, a zwłaszcza w procesach półprzewodnikowych, które są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Od ULSI, TFT-LCD po obecny przemysł mikroelektromechaniczny (MEMS), procesy półprzewodnikowe są wykorzystywane w procesach wytwarzania produktów, w tym suche trawienie, utlenianie, implantacja jonów, osadzanie cienkich warstw itp.

Na przykład, wiele osób wie, że układy scalone są wykonane z piasku, ale patrząc na cały proces ich produkcji, potrzeba więcej materiałów, takich jak fotorezyst, płyn polerujący, materiał docelowy, gaz specjalny itp. Są one niezbędne. Obudowa tylna wymaga również podłoży, przekładek, ramek wyprowadzeń, materiałów wiążących itp. z różnych materiałów. Specjalne gazy elektroniczne są drugim co do wielkości materiałem pod względem kosztów produkcji półprzewodników, po płytkach krzemowych, a następnie maskach i fotorezystach.

Czystość gazu ma decydujący wpływ na wydajność komponentów i wydajność produktu, a bezpieczeństwo dostaw gazu wiąże się ze zdrowiem personelu i bezpieczeństwem pracy zakładu. Dlaczego czystość gazu ma tak duży wpływ na linię produkcyjną i personel? Nie jest to przesada, ale wynika z niebezpiecznych właściwości samego gazu.

Klasyfikacja gazów powszechnie występujących w przemyśle półprzewodnikowym

Zwykły gaz

Gaz zwykły, nazywany również gazem luzem, odnosi się do gazu przemysłowego o czystości poniżej 5N i dużej produkcji oraz sprzedaży. W zależności od metod otrzymywania, można go podzielić na gaz separacyjny i gaz syntetyczny. Wodór (H₂), azot (N₂), tlen (O₂), argon (A₂) itp.

Gaz specjalistyczny

Gaz specjalistyczny to gaz przemysłowy, który jest stosowany w określonych dziedzinach i ma szczególne wymagania dotyczące czystości, różnorodności i właściwości. GłównieSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… i tak dalej.

Rodzaje gazów specjalnych

Rodzaje gazów specjalnych: żrące, toksyczne, łatwopalne, podtrzymujące spalanie, obojętne, itp.
Powszechnie stosowane gazy półprzewodnikowe klasyfikuje się następująco:
(i) Żrący/toksyczny:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Łatwopalne: H2、CH4,SiH4, PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Palne: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Obojętny: N2、CF4、C2F6、C4F8,SF6、CO2、Ne,Kr,On…

W procesie produkcji układów scalonych półprzewodnikowych, w procesach utleniania, dyfuzji, osadzania, trawienia, wtryskiwania, fotolitografii i innych, stosuje się około 50 różnych rodzajów gazów specjalnych (zwanych gazami specjalnymi), a łączna liczba etapów procesu przekracza setki. Na przykład, PH3 i AsH3 są wykorzystywane jako źródła fosforu i arsenu w procesie implantacji jonów, gazy na bazie fluoru (CF4, CHF3, SF6) oraz gazy halogenowe (CI2, BCI3, HBr) są powszechnie stosowane w procesie trawienia, SiH4, NH3, N2O w procesie osadzania warstw, a F2/Kr/Ne, Kr/Ne w procesie fotolitografii.

Z powyższych aspektów wynika, że ​​wiele gazów półprzewodnikowych jest szkodliwych dla ludzkiego organizmu. W szczególności niektóre z nich, takie jak SiH₂, są samozapalne. Dopóki wyciekają, reagują gwałtownie z tlenem zawartym w powietrzu i zaczynają się palić; AsH₂ jest wysoce toksyczny. Każdy niewielki wyciek może zagrażać życiu ludzi, dlatego wymagania dotyczące bezpieczeństwa projektowania systemów sterowania dla gazów specjalnych są szczególnie wysokie.

Do produkcji półprzewodników potrzebne są gazy o wysokiej czystości, które muszą mieć „trzy stopnie”

Czystość gazu

Zawartość zanieczyszczeń w atmosferze gazowej jest zazwyczaj wyrażana jako procent czystości gazu, np. 99,9999%. Ogólnie rzecz biorąc, wymagania dotyczące czystości gazów specjalnych do zastosowań elektronicznych sięgają 5N–6N i są również wyrażane stosunkiem objętościowym zawartości zanieczyszczeń w atmosferze: ppm (części na milion), ppb (części na miliard) i ppt (części na bilion). W sektorze półprzewodników elektronicznych obowiązują najwyższe wymagania dotyczące czystości i stabilności jakości gazów specjalnych, a ich czystość zazwyczaj przekracza 6N.

Suchość

Zawartość śladowych ilości wody w gazie, czyli wilgotność, wyraża się zazwyczaj w punkcie rosy, np. w punkcie rosy atmosferycznej -70℃.

Czystość

Liczba cząstek zanieczyszczeń w gazie, o rozmiarze µm, jest wyrażana w liczbie cząstek/m³. W przypadku sprężonego powietrza jest ona zazwyczaj wyrażana w mg/m³ nieuniknionych pozostałości stałych, w tym zawartości oleju.