I produksjonsprosessen til halvlederwaferstøperier med relativt avanserte produksjonsprosesser, trengs det nesten 50 forskjellige typer gasser. Gasser er generelt delt inn i bulkgasser ogspesielle gasser.

Anvendelse av gasser i mikroelektronikk og halvlederindustri Bruk av gasser har alltid spilt en viktig rolle i halvlederprosesser, spesielt halvlederprosesser er mye brukt i ulike industrier. Fra ULSI, TFT-LCD til dagens mikro-elektromekaniske (MEMS) industri, brukes halvlederprosesser som produktproduksjonsprosesser, inkludert tørretsing, oksidasjon, ioneimplantasjon, tynnfilmavsetning, etc.

Mange vet for eksempel at spon er laget av sand, men ser man på hele prosessen med sponfremstilling er det nødvendig med flere materialer, som fotoresist, poleringsvæske, målmateriale, spesialgass osv. er uunnværlige. Back-end emballasje krever også underlag, interposers, blyrammer, bindematerialer osv. av forskjellige materialer. Elektroniske spesialgasser er det nest største materialet i produksjonskostnader for halvledere etter silisiumskiver, etterfulgt av masker og fotoresist.

Renheten til gassen har en avgjørende innflytelse på komponentytelse og produktutbytte, og sikkerheten ved gassforsyning er relatert til helsen til personell og sikkerheten ved fabrikkdrift. Hvorfor har renheten til gass så stor innvirkning på prosesslinjen og personell? Dette er ikke en overdrivelse, men bestemmes av de farlige egenskapene til selve gassen.

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 forberedelsesmetoder. Hydrogen (H2), nitrogen (N2), oksygen (O2), argon (A2), etc.;

Spesialgass

Spesialgass refererer til industrigass som brukes i spesifikke felt og har spesielle krav til renhet, variasjon og egenskaper. HovedsakeligSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… og så videre.

Typer spcialgasser

Typer spesielle gasser: etsende, giftige, brennbare, forbrenningsstøttende, inerte, etc.
Vanlige halvledergasser er klassifisert som følger:
(i) Etsende/giftig:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Brannfarlig: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2,CH3F,CO…
(iii) Brennbart: O2, Cl2, N2O, NF3...
(iv) Inert: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Han…

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

Fra de ovennevnte aspektene 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 kontrollsystemets design for bruk av spesielle gasser er spesielt høye.

Halvledere krever gasser med høy renhet for å ha "tre grader"

Gassrenhet

Innholdet av urenhetsatmosfære i gassen uttrykkes vanligvis som en prosentandel av gassens renhet, slik som 99,9999%. Generelt sett når renhetskravet for elektroniske spesialgasser 5N-6N, og uttrykkes også ved volumforholdet mellom urenhetsatmosfæreinnhold ppm (del per million), ppb (del per milliard) og ppt (del per trillion). Det elektroniske halvlederfeltet har de høyeste kravene til renheten og kvalitetsstabiliteten til 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 partikkelstørrelse på µm, uttrykkes i hvor mange partikler/M3. For trykkluft er det vanligvis uttrykt i mg/m3 uunngåelige faste rester, som inkluderer oljeinnhold.