În procesul de fabricație al turnătoriilor de napolitane semiconductoare cu procese de producție relativ avansate, sunt necesare aproape 50 de tipuri diferite de gaze. Gazele sunt în general împărțite în gaze în vrac șigaze speciale.

Aplicarea gazelor în microelectronica și industriile semiconductoare Utilizarea gazelor a jucat întotdeauna un rol important în procesele semiconductoare, în special procesele semiconductoare sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii. De la ULSI, TFT-LCD până la industria actuală micro-electromecanică (MEMS), procesele semiconductoare sunt utilizate ca procese de fabricare a produselor, inclusiv gravarea uscată, oxidarea, implantarea ionică, depunerea de peliculă subțire etc.

De exemplu, mulți oameni știu că așchiile sunt făcute din nisip, dar privind întregul proces de fabricare a așchiilor, sunt necesare mai multe materiale, cum ar fi fotorezist, lichid de lustruire, material țintă, gaz special etc. Ambalarea back-end necesită, de asemenea, substraturi, interpozitoare, rame de plumb, materiale de lipire etc. din diverse materiale. Gazele speciale electronice sunt al doilea material ca mărime în costurile de fabricație a semiconductoarelor după plachetele de siliciu, urmate de măști și fotoreziste.

Puritatea gazului are o influență decisivă asupra performanței componentelor și a randamentului produsului, iar siguranța aprovizionării cu gaz este legată de sănătatea personalului și de siguranța funcționării fabricii. De ce puritatea gazului are un impact atât de mare asupra liniei de proces și a personalului? Aceasta nu este o exagerare, dar este determinată de caracteristicile periculoase ale gazului în sine.

Clasificarea gazelor comune în industria semiconductoarelor

Gaz obișnuit

Gazul obișnuit este numit și gaz vrac: se referă la gazul industrial cu o cerință de puritate mai mică de 5N și un volum mare de producție și vânzări. Poate fi împărțit în gaz de separare a aerului și gaz sintetic în funcție de diferite metode de preparare. Hidrogen (H2), azot (N2), oxigen (O2), argon (A2), etc.;

Gaze de specialitate

Gazul de specialitate se referă la gazul industrial care este utilizat în domenii specifice și are cerințe speciale pentru puritate, varietate și proprietăți. În principalSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… și așa mai departe.

Tipuri de gaze speciale

Tipuri de gaze speciale: corozive, toxice, inflamabile, suport de ardere, inerte etc.
Gazele semiconductoare utilizate în mod obișnuit sunt clasificate după cum urmează:
(i) Coroziv/toxic:HCI、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Inflamabil: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO...
(iii) Combustibil: O2、Cl2、N2O、NF3...
(iv) inert: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,El…

În procesul de fabricare a cipurilor semiconductoare, aproximativ 50 de tipuri diferite de gaze speciale (denumite gaze speciale) sunt utilizate în procese de oxidare, difuzie, depunere, gravare, injecție, fotolitografie și alte procese, iar etapele totale ale procesului depășesc sute. De exemplu, PH3 și AsH3 sunt utilizate ca surse de fosfor și arsen în procesul de implantare ionică, gazele pe bază de F CF4, CHF3, SF6 și gazele halogen CI2, BCI3, HBr sunt utilizate în mod obișnuit în procesul de gravare, SiH4, NH3, N2O în procesul de depunere a filmului, F2/Kr/Ne, Kr/Ne în procesul de fotolitografie.

Din aspectele de mai sus, putem înțelege că multe gaze semiconductoare sunt dăunătoare pentru corpul uman. În special, unele dintre gaze, cum ar fi SiH4, se autoaprind. Atâta timp cât se scurg, vor reacționa violent cu oxigenul din aer și vor începe să ardă; iar AsH3 este foarte toxic. Orice scurgere ușoară poate dăuna vieții oamenilor, astfel încât cerințele pentru siguranța proiectării sistemului de control pentru utilizarea gazelor speciale sunt deosebit de ridicate.

Semiconductorii necesită gaze de înaltă puritate să aibă „trei grade”

Puritatea gazului

Conținutul de atmosferă de impurități din gaz este de obicei exprimat ca procent din puritatea gazului, cum ar fi 99,9999%. În general, cerința de puritate pentru gazele speciale electronice ajunge la 5N-6N și este, de asemenea, exprimată prin raportul de volum al conținutului de impurități în atmosferă ppm (parte per milion), ppb (parte per miliard) și ppt (parte per trilion). Câmpul semiconductorilor electronici are cele mai înalte cerințe pentru puritatea și stabilitatea calității gazelor speciale, iar puritatea gazelor speciale electronice este în general mai mare de 6N.

Uscăciune

Conținutul de urme de apă din gaz, sau umiditatea, este de obicei exprimat în punctul de rouă, cum ar fi punctul de rouă atmosferic -70℃.

Curăţenie

Numărul de particule poluante din gaz, particule cu o dimensiune a particulei de µm, este exprimat în câte particule/M3. Pentru aerul comprimat, acesta este de obicei exprimat în mg/m3 de reziduuri solide inevitabile, care include conținutul de ulei.