En el procés de fabricació de foneries de làmines de semiconductors amb processos de producció relativament avançats, es necessiten gairebé 50 tipus diferents de gasos. Els gasos generalment es divideixen en gasos a granel igasos especials.

Aplicació de gasos en les indústries de la microelectrònica i els semiconductors L'ús de gasos sempre ha jugat un paper important en els processos de semiconductors, especialment els processos de semiconductors que s'utilitzen àmpliament en diverses indústries. Des de l'ULSI, TFT-LCD fins a l'actual indústria microelectromecànica (MEMS), els processos de semiconductors s'utilitzen com a processos de fabricació de productes, incloent-hi el gravat en sec, l'oxidació, la implantació d'ions, la deposició de pel·lícules primes, etc.

Per exemple, molta gent sap que els xips estan fets de sorra, però si mirem tot el procés de fabricació de xips, es necessiten més materials, com ara fotoresistència, líquid de poliment, material objectiu, gas especial, etc. són indispensables. L'embalatge posterior també requereix substrats, interpositors, marcs de plom, materials d'unió, etc. de diversos materials. Els gasos especials electrònics són el segon material més important en els costos de fabricació de semiconductors després de les oblies de silici, seguits de les màscares i les fotoresistències.

La puresa del gas té una influència decisiva en el rendiment dels components i el rendiment del producte, i la seguretat del subministrament de gas està relacionada amb la salut del personal i la seguretat del funcionament de la fàbrica. Per què la puresa del gas té un impacte tan gran en la línia de procés i el personal? Això no és una exageració, sinó que està determinat per les característiques perilloses del propi gas.

Classificació dels gasos comuns en la indústria dels semiconductors

Gas ordinari

El gas ordinari també s'anomena gas a granel: es refereix al gas industrial amb un requisit de puresa inferior a 5N i un gran volum de producció i vendes. Es pot dividir en gas de separació d'aire i gas sintètic segons els diferents mètodes de preparació. Hidrogen (H2), nitrogen (N2), oxigen (O2), argó (A2), etc.;

Gas especialitzat

El gas especial fa referència al gas industrial que s'utilitza en camps específics i que té requisits especials de puresa, varietat i propietats. PrincipalmentSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... i així successivament.

Tipus de gasos especials

Tipus de gasos especials: corrosius, tòxics, inflamables, que afavoreixen la combustió, inerts, etc.
Els gasos semiconductors més utilitzats es classifiquen de la següent manera:
(i) Corrosiu/tòxic:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Inflamable: H2,CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO...
(iii) Combustible: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrEll…

En el procés de fabricació de xips semiconductors, s'utilitzen uns 50 tipus diferents de gasos especials (anomenats gasos especials) en processos d'oxidació, difusió, deposició, gravat, injecció, fotolitografia i altres, i el total de passos del procés supera els centenars. Per exemple, PH3 i AsH3 s'utilitzen com a fonts de fòsfor i arsènic en el procés d'implantació d'ions, els gasos basats en F CF4, CHF3, SF6 i els gasos halògens CI2, BCI3, HBr s'utilitzen habitualment en el procés de gravat, SiH4, NH3, N2O en el procés de pel·lícula de deposició, F2/Kr/Ne, Kr/Ne en el procés de fotolitografia.

Dels aspectes anteriors, podem entendre que molts gasos semiconductors són nocius per al cos humà. En particular, alguns gasos, com el SiH4, són autoinflamables. Sempre que tinguin fuites, reaccionaran violentament amb l'oxigen de l'aire i començaran a cremar-se; i l'AsH3 és altament tòxic. Qualsevol petita fuita pot causar danys a la vida de les persones, per la qual cosa els requisits de seguretat del disseny del sistema de control per a l'ús de gasos especials són particularment alts.

Els semiconductors requereixen gasos d'alta puresa que tinguin "tres graus"

Puresa del gas

El contingut d'atmosfera d'impureses en el gas s'expressa normalment com un percentatge de puresa del gas, com ara el 99,9999%. En general, el requisit de puresa per als gasos especials electrònics arriba a 5N-6N, i també s'expressa mitjançant la relació volumètrica del contingut d'atmosfera d'impureses ppm (part per milió), ppb (part per mil milions) i ppt (part per bilió). El camp dels semiconductors electrònics té els requisits més alts per a la puresa i l'estabilitat de la qualitat dels gasos especials, i la puresa dels gasos especials electrònics és generalment superior a 6N.

Sequedat

El contingut d'aigua residual en el gas, o la humitat, s'expressa normalment en punt de rosada, com ara el punt de rosada atmosfèric de -70 ℃.

Neteja

El nombre de partícules contaminants en el gas, partícules amb una mida de partícula de µm, s'expressa en nombre de partícules/M3. Per a l'aire comprimit, normalment s'expressa en mg/m3 de residus sòlids inevitables, que inclouen el contingut d'oli.