В производственном процессе на предприятиях по литью полупроводниковых пластин с относительно передовыми производственными процессами требуется около 50 различных типов газов. Газы обычно делят на объемные газы испециальные газы.

Применение газов в микроэлектронике и полупроводниковой промышленности. Использование газов всегда играло важную роль в полупроводниковых процессах, особенно полупроводниковые процессы широко применяются в различных отраслях промышленности. От ULSI, TFT-LCD до современной микроэлектромеханической (MEMS) промышленности в качестве процессов производства продукции используются полупроводниковые процессы, включая сухое травление, окисление, ионную имплантацию, осаждение тонких пленок и т. д.

Например, многие знают, что чипы изготавливаются из песка, но, глядя на весь процесс производства чипов, необходимо больше материалов, таких как фоторезист, полирующая жидкость, целевой материал, специальный газ и т. д. Для внутренней упаковки также требуются подложки, промежуточные элементы, выводные рамки, связующие материалы и т. д. из различных материалов. Специальные электронные газы являются вторым по себестоимости полупроводниковым материалом после кремниевых пластин, за ними следуют маски и фоторезисты.

Чистота газа оказывает решающее влияние на производительность компонентов и выход продукции, а безопасность газоснабжения связана со здоровьем персонала и безопасностью работы предприятия. Почему чистота газа так сильно влияет на технологическую линию и персонал? Это не преувеличение, а определяется опасными характеристиками самого газа.

Классификация распространенных газов в полупроводниковой промышленности

Обыкновенный газ

Обычный газ также называют объемным газом: он относится к промышленным газам с требованием чистоты ниже 5N и большим объемом производства и продаж. Его можно разделить на газ разделения воздуха и синтетический газ в соответствии с различными методами подготовки. Водород (Н2), азот (N2), кислород (О2), аргон (А2) и др.;

Специальный газ

Специальный газ — это промышленный газ, который используется в конкретных областях и предъявляет особые требования к чистоте, разновидности и свойствам. В основномСиХ4, PH3, B2H6, A8H3,ХКЛ, CF4,NH3, ПОКЛ3, СИХ2КЛ2, СИХКЛ3,NH3, БКЛ3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… и так далее.

Типы специальных газов

Виды специальных газов: коррозионные, токсичные, горючие, поддерживающие горение, инертные и др.
Обычно используемые полупроводниковые газы классифицируются следующим образом:
(i) Коррозионные/токсичные:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Огнеопасно: H2、CH4、СиХ4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Горючие вещества: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Инертный: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Он…

В процессе производства полупроводниковых чипов около 50 различных типов специальных газов (называемых специальными газами) используются в процессах окисления, диффузии, осаждения, травления, инжекции, фотолитографии и других, а общее количество этапов процесса превышает сотни. Например, PH3 и AsH3 используются в качестве источников фосфора и мышьяка в процессе ионной имплантации, газы на основе F CF4, CHF3, SF6 и галогенные газы CI2, BCI3, HBr обычно используются в процессе травления, SiH4, NH3, N2O в процессе травления. процесс осаждения пленки, F2/Kr/Ne, Kr/Ne в процессе фотолитографии.

Из вышеизложенного мы можем понять, что многие полупроводниковые газы вредны для человеческого организма. В частности, некоторые газы, например SiH4, являются самовоспламеняющимися. Пока они протекают, они бурно реагируют с кислородом воздуха и начинают гореть; и AsH3 очень токсичен. Любая незначительная утечка может нанести вред жизни людей, поэтому требования к безопасности конструкции системы управления применением специальных газов особенно высоки.

Полупроводники требуют, чтобы газы высокой чистоты имели «три градуса»

Чистота газа

Содержание примесей атмосферы в газе обычно выражается в процентах от чистоты газа, например 99,9999%. Вообще говоря, требования к чистоте электронных специальных газов достигают 5N-6N и также выражаются объемным соотношением содержания примесей в атмосфере ppm (части на миллион), ppb (части на миллиард) и ppt (части на триллион). В области электронных полупроводников предъявляются самые высокие требования к чистоте и стабильности качества специальных газов, а чистота специальных электронных газов обычно превышает 6N.

Сухость

Содержание следов воды в газе или влажность обычно выражается в точке росы, например, точка росы в атмосфере -70 ℃.

Чистота

Количество загрязняющих частиц в газе, частиц размером мкм, выражается в количестве частиц/м3. Для сжатого воздуха оно обычно выражается в мг/м3 неизбежных твердых остатков, включая содержание масла.