В производствения процес на леярни за полупроводникови пластини с относително напреднали производствени процеси са необходими близо 50 различни вида газове. Газовете обикновено се разделят на насипни газове испециални газове.

Приложение на газове в микроелектронната и полупроводниковата промишленост. Използването на газове винаги е играло важна роля в полупроводниковите процеси, особено полупроводниковите процеси, които се използват широко в различни индустрии. От ULSI, TFT-LCD до съвременната микроелектромеханична (MEMS) индустрия, полупроводниковите процеси се използват като производствени процеси за продукти, включително сухо ецване, окисляване, йонна имплантация, отлагане на тънки филми и др.

Например, много хора знаят, че чиповете са направени от пясък, но като се погледне целият процес на производство на чипове, са необходими повече материали, като фоторезист, полираща течност, целеви материал, специален газ и др., които са незаменими. Задната част на опаковката също изисква субстрати, междинни елементи, рамки за изводи, свързващи материали и др. от различни материали. Специалните газове за електроника са вторият по големина материал в разходите за производство на полупроводници след силициевите пластини, следвани от маските и фоторезистите.

Чистотата на газа има решаващо влияние върху производителността на компонентите и добива на продукта, а безопасността на газоснабдяването е свързана със здравето на персонала и безопасността на работата на завода. Защо чистотата на газа има толкова голямо влияние върху технологичната линия и персонала? Това не е преувеличение, а се определя от опасните характеристики на самия газ.

Класификация на често срещаните газове в полупроводниковата индустрия

Обикновен газ

Обикновеният газ се нарича още газ в насипно състояние: той се отнася до индустриален газ с изискване за чистота по-ниско от 5N и голям обем на производство и продажби. Той може да бъде разделен на газ за разделяне на въздуха и синтетичен газ според различните методи на получаване. Водород (H2), азот (N2), кислород (O2), аргон (A2) и др.;

Специален газ

Специалният газ се отнася до промишления газ, който се използва в специфични области и има специални изисквания за чистота, разнообразие и свойства. ОсновноSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCLCF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... и така нататък.

Видове специални газове

Видове специални газове: корозивни, токсични, запалими, поддържащи горенето, инертни и др.
Често използваните полупроводникови газове се класифицират, както следва:
(i) Корозивно/токсично:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Запалимо: H2СН4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Запалими: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Инертен: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrТой…

В процеса на производство на полупроводникови чипове се използват около 50 различни вида специални газове (наричани специални газове) в окисление, дифузия, отлагане, ецване, инжектиране, фотолитография и други процеси, а общият брой на стъпките на процеса надхвърля стотици. Например, PH3 и AsH3 се използват като източници на фосфор и арсен в процеса на йонна имплантация, F-базирани газове CF4, CHF3, SF6 и халогенни газове CI2, BCI3, HBr обикновено се използват в процеса на ецване, SiH4, NH3, N2O в процеса на отлагане на филм, F2/Kr/Ne, Kr/Ne във фотолитографския процес.

От гореизложените аспекти можем да разберем, че много полупроводникови газове са вредни за човешкото тяло. По-специално, някои от газовете, като SiH4, са самозапалими. При изтичане те ще реагират бурно с кислорода във въздуха и ще започнат да горят; а AsH3 е силно токсичен. Всяко леко изтичане може да причини вреда на човешкия живот, така че изискванията за безопасност при проектирането на системи за управление при използване на специални газове са особено високи.

Полупроводниците изискват газове с висока чистота, за да имат „три градуса“

Чистота на газа

Съдържанието на примесна атмосфера в газа обикновено се изразява като процент от чистотата на газа, например 99,9999%. Най-общо казано, изискването за чистота на електронните специални газове достига 5N-6N и се изразява също чрез обемното съотношение на съдържанието на примесна атмосфера ppm (части на милион), ppb (части на милиард) и ppt (части на трилион). Електронната полупроводникова област има най-високи изисквания за чистота и стабилност на качеството на специалните газове, а чистотата на електронните специални газове обикновено е по-висока от 6N.

Сухота

Съдържанието на следи от вода в газа или влажността обикновено се изразява в точка на оросяване, като например атмосферна точка на оросяване -70℃.

Чистота

Броят на замърсяващите частици в газа, частици с размер на частиците µm, се изразява в колко частици/M3. За сгъстен въздух обикновено се изразява в mg/m3 неизбежни твърди остатъци, които включват съдържание на масло.