U procesu proizvodnje u ljevaonicama poluprovodničkih pločica s relativno naprednim proizvodnim procesima, potrebno je gotovo 50 različitih vrsta plinova. Plinovi se općenito dijele na plinove u rasutom stanju ispecijalni plinovi.

Primjena plinova u mikroelektronskoj i poluprovodničkoj industriji Upotreba plinova oduvijek je igrala važnu ulogu u poluprovodničkim procesima, a posebno se poluprovodnički procesi široko koriste u raznim industrijama. Od ULSI, TFT-LCD do trenutne mikroelektromehaničke (MEMS) industrije, poluprovodnički procesi se koriste kao procesi proizvodnje proizvoda, uključujući suho nagrizanje, oksidaciju, implantaciju iona, taloženje tankih filmova itd.

Na primjer, mnogi ljudi znaju da se čipovi prave od pijeska, ali gledajući cijeli proces proizvodnje čipa, potrebno je više materijala, kao što su fotorezist, tekućina za poliranje, ciljni materijal, specijalni plin itd. koji su neizostavni. Za pozadinsko pakiranje također su potrebne podloge, međupovršine, okviri za izvode, materijali za vezivanje itd. od različitih materijala. Elektronski specijalni plinovi su drugi najveći materijal u troškovima proizvodnje poluvodiča nakon silicijumskih pločica, a slijede maske i fotorezisti.

Čistoća plina ima odlučujući utjecaj na performanse komponenti i prinos proizvoda, a sigurnost opskrbe plinom povezana je sa zdravljem osoblja i sigurnošću rada fabrike. Zašto čistoća plina ima tako veliki utjecaj na procesnu liniju i osoblje? Ovo nije pretjerivanje, već je određeno opasnim karakteristikama samog plina.

Klasifikacija uobičajenih plinova u industriji poluvodiča

Obični plin

Obični plin se naziva i plin u rasutom stanju: odnosi se na industrijski plin sa zahtjevom za čistoću nižim od 5N i velikim obimom proizvodnje i prodaje. Može se podijeliti na plin za separaciju zraka i sintetički plin prema različitim metodama pripreme. Vodik (H2), dušik (N2), kisik (O2), argon (A2) itd.;

Specijalni plin

Specijalni plin se odnosi na industrijski plin koji se koristi u određenim područjima i ima posebne zahtjeve za čistoću, raznolikost i svojstva. UglavnomSiH4PH3, B2H6, A8H3,HClCF4,NH3POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... i tako dalje.

Vrste specijalnih plinova

Vrste specijalnih gasova: korozivni, otrovni, zapaljivi, gasovi koji podržavaju sagorijevanje, inertni itd.
Uobičajeno korišteni poluprovodnički plinovi klasificiraju se na sljedeći način:
(i) Korozivno/toksično:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3...
(ii) Zapaljivo: H2CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Zapaljivo: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertni: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrOn…

U procesu proizvodnje poluprovodničkih čipova, oko 50 različitih vrsta specijalnih gasova (nazvanih specijalni gasovi) se koristi u oksidaciji, difuziji, taloženju, nagrizanju, injekciji, fotolitografiji i drugim procesima, a ukupni broj koraka procesa prelazi stotine. Na primjer, PH3 i AsH3 se koriste kao izvori fosfora i arsena u procesu implantacije jona, gasovi na bazi F CF4, CHF3, SF6 i halogeni gasovi CI2, BCI3, HBr se obično koriste u procesu nagrizanja, SiH4, NH3, N2O u procesu taloženja filma, a F2/Kr/Ne, Kr/Ne u procesu fotolitografije.

Iz gore navedenih aspekata možemo shvatiti da su mnogi poluprovodnički gasovi štetni za ljudski organizam. Posebno, neki od gasova, poput SiH4, su samozapaljivi. Sve dok cure, burno će reagovati sa kiseonikom u vazduhu i početi da gore; a AsH3 je veoma toksičan. Svako najmanje curenje može prouzrokovati štetu po živote ljudi, tako da su zahtjevi za sigurnost dizajna kontrolnog sistema za upotrebu specijalnih gasova posebno visoki.

Poluprovodnici zahtijevaju plinove visoke čistoće da bi imali „tri stupnja“

Čistoća plina

Sadržaj nečistoće u gasu se obično izražava kao procenat čistoće gasa, kao što je 99,9999%. Općenito govoreći, zahtjev za čistoću za elektronske specijalne gasove dostiže 5N-6N, a također se izražava zapreminskim odnosom sadržaja nečistoće u atmosferi ppm (dijelova na milion), ppb (dijelova na milijardu) i ppt (dijelova na trilion). Polje elektronskih poluprovodnika ima najviše zahtjeve za čistoću i stabilnost kvaliteta specijalnih gasova, a čistoća elektronskih specijalnih gasova je uglavnom veća od 6N.

Suhoća

Sadržaj tragova vode u gasu, ili vlažnost, obično se izražava tačkom rose, kao što je atmosferska tačka rose -70℃.

Čistoća

Broj čestica zagađivača u gasu, čestica veličine µm, izražava se u broju čestica/M3. Za komprimovani vazduh, obično se izražava u mg/m3 neizbježnih čvrstih ostataka, koji uključuju sadržaj ulja.