I produksjonsprosessen til støperier for halvlederskiver med relativt avanserte produksjonsprosesser trengs nesten 50 forskjellige typer gasser. Gasser deles vanligvis inn i bulkgasser ogspesielle gasser.

Anvendelse av gasser i mikroelektronikk- og halvlederindustrien Bruken av gasser har alltid spilt en viktig rolle i halvlederprosesser, spesielt halvlederprosesser er mye brukt i ulike bransjer. Fra ULSI og TFT-LCD til dagens mikroelektromekaniske (MEMS) industri brukes halvlederprosesser som produktproduksjonsprosesser, inkludert tørretsing, oksidasjon, ionimplantasjon, tynnfilmavsetning, etc.

For eksempel vet mange at brikker er laget av sand, men når man ser på hele prosessen med chipproduksjon, trengs det flere materialer, som fotoresist, poleringsvæske, målmateriale, spesialgass osv. som er uunnværlige. Bakgrunnspakking krever også substrater, mellomlegg, ledningsrammer, bindingsmaterialer osv. av forskjellige materialer. Elektroniske spesialgasser er det nest største materialet i halvlederproduksjonskostnader etter silisiumskiver, etterfulgt av masker og fotoresister.

Gassens renhet har en avgjørende innflytelse på komponentenes ytelse og produktutbytte, og sikkerheten ved gassforsyningen er knyttet til personellets helse og sikkerheten ved fabrikkdrift. Hvorfor har gassens renhet så stor innvirkning på prosesslinjen og personellet? Dette er ikke en overdrivelse, men bestemmes av selve gassenes farlige egenskaper.

Klassifisering av vanlige gasser i halvlederindustrien

Vanlig gass

Vanlig gass kalles også bulkgass: det refererer til industrigass med et renhetskrav lavere enn 5N og et stort produksjons- og salgsvolum. Den kan deles inn i luftseparasjonsgass og syntetisk gass i henhold til forskjellige fremstillingsmetoder. Hydrogen (H2), nitrogen (N2), oksygen (O2), argon (A2), osv.;

Spesialgass

Spesialgass refererer til industrigass som brukes i spesifikke felt og har spesielle krav til renhet, variasjon og egenskaper.SiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… og så videre.

Typer av spesielle gasser

Typer spesialgasser: etsende, giftige, brannfarlige, forbrenningsfremmende, inerte, etc.
Vanlig brukte halvledergasser klassifiseres som følger:
(i) Etsende/giftig:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Brannfarlig: H2CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2,CH3F,CO…
(iii) Brennbart: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,Han…

I prosessen med produksjon av halvlederbrikker brukes omtrent 50 forskjellige typer spesialgasser (referert til som spesialgasser) i oksidasjon, diffusjon, avsetning, etsing, injeksjon, fotolitografi og andre prosesser, og de totale prosesstrinnene overstiger hundrevis. For eksempel brukes PH3 og AsH3 som fosfor- og arsenikkilder i ionimplantasjonsprosessen, F-baserte gasser CF4, CHF3, SF6 og halogengassene CI2, BCI3, HBr brukes ofte i etseprosessen, SiH4, NH3, N2O i avsetningsfilmprosessen, F2/Kr/Ne, Kr/Ne i fotolitografiprosessen.

Ut fra ovenstående aspekter kan vi forstå at mange halvledergasser er skadelige for menneskekroppen. Spesielt noen av gassene, som SiH4, er selvantennende. Så lenge de lekker, vil de reagere voldsomt med oksygen i luften og begynne å brenne; og AsH3 er svært giftig. Enhver liten lekkasje kan forårsake skade på menneskers liv, så kravene til sikkerheten til kontrollsystemdesign for bruk av spesialgasser er spesielt høye.

Halvledere krever at gasser med høy renhet har «tre grader»

Gassrenhet

Innholdet av uren atmosfære i gassen uttrykkes vanligvis som en prosentandel av gassrenheten, for eksempel 99,9999 %. Generelt sett når renhetskravet for elektroniske spesialgasser 5N-6N, og uttrykkes også ved volumforholdet mellom uren atmosfæreinnhold ppm (deler per million), ppb (deler per milliard) og ppt (deler per billion). Elektroniske halvlederfelt har de høyeste kravene til renhet og kvalitetsstabilitet for spesialgasser, og renheten til elektroniske spesialgasser er generelt større enn 6N.

Tørrhet

Innholdet av sporvann i gassen, eller fuktighet, uttrykkes vanligvis i duggpunkt, for eksempel atmosfærisk duggpunkt -70 ℃.

Renslighet

Antall forurensende partikler i gassen, partikler med en partikkelstørrelse på µm, uttrykkes i antall partikler/M3. For trykkluft uttrykkes det vanligvis i mg/m3 uunngåelige faste rester, som inkluderer oljeinnhold.