U procesu proizvodnje livnica poluvodičkih pločica sa relativno naprednim proizvodnim procesima, potrebno je skoro 50 različitih vrsta gasova. Gasovi se općenito dijele na plinove u rasutom stanju ispecijalnih gasova.

Primena gasova u mikroelektronici i industriji poluprovodnika Upotreba gasova je oduvek imala važnu ulogu u poluprovodničkim procesima, a posebno se poluprovodnički procesi široko koriste u raznim industrijama. Od ULSI, TFT-LCD do trenutne mikroelektromehaničke (MEMS) industrije, poluvodički procesi se koriste kao procesi proizvodnje proizvoda, uključujući suho jetkanje, oksidaciju, ionsku implantaciju, taloženje tankog filma itd.

Na primjer, mnogi ljudi znaju da se čips pravi od pijeska, ali gledajući cijeli proces proizvodnje čipsa, potrebno je više materijala, kao što su fotorezist, tekućina za poliranje, ciljni materijal, specijalni plin, itd. Pozadinsko pakovanje takođe zahteva podloge, interposere, olovne okvire, materijale za vezivanje, itd. od različitih materijala. Elektronski specijalni plinovi su drugi najveći materijal u troškovima proizvodnje poluvodiča nakon silikonskih pločica, a slijede ih maske i fotorezisti.

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

Klasifikacija uobičajenih plinova u industriji poluvodiča

Obični plin

Obični gas se takođe naziva gas u rasutom stanju: odnosi se na industrijski gas sa zahtevom za čistoću manjim od 5N i velikim obimom proizvodnje i prodaje. Može se podijeliti na plin za odvajanje zraka i sintetički plin prema različitim metodama pripreme. Vodonik (H2), azot (N2), kiseonik (O2), argon (A2) itd.;

Specialty Gas

Specijalni gas se odnosi na industrijski gas koji se koristi u određenim poljima i ima posebne zahteve za čistoću, raznolikost i svojstva. UglavnomSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… i tako dalje.

Vrste specijalnih gasova

Vrste specijalnih gasova: korozivni, toksični, zapaljivi, koji podržavaju sagorevanje, inertni itd.
Obično korišteni poluvodički plinovi klasificirani su na sljedeći način:
(i) Korozivno/toksično:HCl、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Zapaljivo: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Zapaljivo: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inertan: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr、On…

U procesu proizvodnje poluvodičkih čipova koristi se oko 50 različitih vrsta specijalnih plinova (koji se nazivaju specijalnim plinovima) u procesima oksidacije, difuzije, taloženja, jetkanja, injektiranja, fotolitografije i drugih procesa, a ukupni procesni koraci prelaze stotine. Na primjer, PH3 i AsH3 se koriste kao izvori fosfora i arsena u procesu ionske implantacije, plinovi na bazi F CF4, CHF3, SF6 i halogeni plinovi CI2, BCI3, HBr se obično koriste u procesu jetkanja, SiH4, NH3, N2O u proces taloženja filma, F2/Kr/Ne, Kr/Ne u procesu fotolitografije.

Iz gore navedenih aspekata možemo shvatiti da su mnogi poluvodički plinovi štetni za ljudski organizam. Konkretno, neki od gasova, kao što je SiH4, su samozapaljivi. Sve dok cure, burno će reagovati sa kiseonikom u vazduhu i početi da gori; a AsH3 je vrlo toksičan. Svako malo curenje može naštetiti životima ljudi, pa su zahtjevi za sigurnost dizajna upravljačkog sistema za upotrebu specijalnih plinova posebno visoki.

Poluprovodnici zahtijevaju da plinovi visoke čistoće imaju "tri stepena"

Čistoća gasa

Sadržaj atmosfere nečistoće u gasu obično se izražava kao procenat čistoće gasa, kao što je 99,9999%. Uopšteno govoreći, zahtjev za čistoćom za elektronske specijalne plinove dostiže 5N-6N, a također se izražava volumnim omjerom sadržaja nečistoće u atmosferi ppm (dio na milion), ppb (dio na milijardu) i ppt (dio na trilion). Polje elektronskih poluprovodnika ima najviše zahteve za čistoću i stabilnost kvaliteta specijalnih gasova, a čistoća elektronskih specijalnih gasova je generalno veća od 6N.

Suvoća

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

Čistoća

Broj čestica zagađivača u gasu, čestica veličine čestica od µm, izražava se u koliko čestica/M3. Za komprimirani zrak, obično se izražava u mg/m3 neizbježnih čvrstih ostataka, što uključuje i sadržaj ulja.