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 газовете в микроелектрониката и полупроводниковата промишленост Използването на газове винаги е играло важна роля в полупроводниковите процеси, особено полупроводниковите процеси се използват широко в различни индустрии. От ULSI, TFT-LCD до текущата микро-електромеханична (MEMS) индустрия, полупроводниковите процеси се използват като процеси за производство на продукти, включително сухо ецване, окисление, йонна имплантация, отлагане на тънък слой и др.

Например, много хора знаят, че чиповете са направени от пясък, но като погледнем целия процес на производство на чипове, са необходими повече материали, като фоторезист, полираща течност, целеви материал, специален газ и т.н. са незаменими. Задната опаковка също изисква субстрати, вложки, оловни рамки, свързващи материали и т.н. от различни материали. Специалните електронни газове са вторият най-голям 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 доставките на газ е свързана със здравето на персонала и безопасността на работа на фабриката. Защо чистотата на газа има толкова голямо влияние върху производствената линия и персонала? Това не е преувеличение, а се определя от опасните характеристики на самия газ.

Класификация на обичайните газове в полупроводниковата индустрия

Обикновен газ

Обикновеният газ се нарича също насипен газ: отнася се за промишлен газ с изискване за чистота под 5N и голям обем на производство и продажби. Той може да бъде разделен на газ за разделяне на въздух и синтетичен газ според различни методи на приготвяне. Водород (H2), азот (N2), кислород (O2), аргон (A2) и др.;

Специален газ

Специалният газ се отнася за промишлен газ, който се използва в специфични области и има специални изисквания за чистота, разнообразие и свойства. ГлавноSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,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) Корозивен/токсичен:НС1、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Запалим: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Запалими: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Инертен: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6,CO2,Ne、Kr、Той…

В процеса на производство на полупроводникови чипове се използват около 50 различни вида специални газове (наричани специални газове) при окисление, дифузия, отлагане, ецване, инжектиране, фотолитография и други процеси, а общите стъпки на процеса надхвърлят стотици. Например, PH3 и AsH3 се използват като източници на фосфор и арсен в процеса на имплантиране на йони, F-базирани газове CF4, CHF3, SF6 и халогенни газове CI2, BCI3, HBr обикновено се използват в процеса на ецване, SiH4, NH3, N2O в процесът на отлагане на филм, F2/Kr/Ne, Kr/Ne в процеса на фотолитография.

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

Полупроводниците изискват газове с висока чистота да имат „три степени“

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 за електронни специални газове достига 5N-6N и също се изразява чрез обемното съотношение на съдържанието на примеси в атмосферата ppm (част на милион), ppb (част на милиард) и ppt (част на трилион). Областта на електронните полупроводници има най-високи изисквания за чистота и стабилност на качеството на специални газове, а чистотата на електронните специални газове обикновено е по-голяма от 6N.

Сухота

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

Чистота

Броят на замърсителите 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, което включва съдържание на масло.