Bij het productieproces van halfgeleiderwafelgieterijen met relatief geavanceerde productieprocessen zijn bijna 50 verschillende soorten gassen nodig. Gassen worden over het algemeen onderverdeeld in bulkgassen enspeciale gassen.

Toepassing van gassen in de micro-elektronica en halfgeleiderindustrieën Het gebruik van gassen heeft altijd een belangrijke rol gespeeld in halfgeleiderprocessen, vooral halfgeleiderprocessen worden veel gebruikt in verschillende industrieën. Van ULSI, TFT-LCD tot de huidige micro-elektromechanische (MEMS) industrie, halfgeleiderprocessen worden gebruikt als productproductieprocessen, waaronder droog etsen, oxidatie, ionenimplantatie, dunne-filmdepositie, enz.

Veel mensen weten bijvoorbeeld dat chips van zand zijn gemaakt, maar als je naar het hele proces van chipproductie kijkt, zijn er meer materialen nodig, zoals fotoresist, polijstvloeistof, doelmateriaal, speciaal gas, etc. zijn onmisbaar. Back-end-verpakkingen vereisen ook substraten, interposers, leadframes, verbindingsmaterialen, enz. van verschillende materialen. Speciale elektronische gassen zijn het op een na grootste materiaal in de productiekosten van halfgeleiders, na siliciumwafels, gevolgd door maskers en fotoresisten.

De zuiverheid van gas heeft een beslissende invloed op de prestaties van componenten en de productopbrengst, en de veiligheid van de gastoevoer houdt verband met de gezondheid van het personeel en de veiligheid van de werking van de fabriek. Waarom heeft de zuiverheid van gas zo’n grote impact op de proceslijn en het personeel? Dit is niet overdreven, maar wordt bepaald door de gevaarlijke eigenschappen van het gas zelf.

Classificatie van veel voorkomende gassen in de halfgeleiderindustrie

Gewoon gas

Gewoon gas wordt ook wel bulkgas genoemd: het betreft industrieel gas met een zuiverheidsvereiste lager dan 5N en een groot productie- en verkoopvolume. Het kan volgens verschillende bereidingsmethoden worden onderverdeeld in luchtscheidingsgas en synthetisch gas. Waterstof (H2), stikstof (N2), zuurstof (O2), argon (A2), enz.;

Speciaal gas

Speciaalgas verwijst naar industrieel gas dat op specifieke gebieden wordt gebruikt en dat speciale eisen stelt aan zuiverheid, variëteit en eigenschappen. VoornamelijkSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… enzovoort.

Soorten Spiciale gassen

Soorten speciale gassen: corrosief, giftig, brandbaar, verbrandingsondersteunend, inert, enz.
Veelgebruikte halfgeleidergassen worden als volgt geclassificeerd:
(i) Bijtend/giftig:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Ontvlambaar: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Brandbaar: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2,CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Hij…

Bij de productie van halfgeleiderchips worden ongeveer 50 verschillende soorten speciale gassen (ook wel speciale gassen genoemd) gebruikt bij oxidatie, diffusie, afzetting, etsen, injectie, fotolithografie en andere processen, en het totale aantal processtappen overschrijdt honderden. PH3 en AsH3 worden bijvoorbeeld gebruikt als fosfor- en arseenbronnen in het ionenimplantatieproces, F-gebaseerde gassen CF4, CHF3, SF6 en halogeengassen CI2, BCI3, HBr worden vaak gebruikt in het etsproces, SiH4, NH3, N2O in het afzettingsfilmproces, F2/Kr/Ne, Kr/Ne in het fotolithografieproces.

Uit de bovenstaande aspecten kunnen we begrijpen dat veel halfgeleidergassen schadelijk zijn voor het menselijk lichaam. Met name sommige gassen, zoals SiH4, zijn zelfontbrandend. Zolang ze lekken, zullen ze heftig reageren met zuurstof in de lucht en gaan branden; en AsH3 is zeer giftig. Elke kleine lekkage kan schade toebrengen aan het leven van mensen, daarom zijn de eisen aan de veiligheid van het ontwerp van het besturingssysteem voor het gebruik van speciale gassen bijzonder hoog.

Halfgeleiders vereisen dat zeer zuivere gassen “drie graden” hebben

Zuiverheid van gas

Het gehalte aan onzuiverheidsatmosfeer in het gas wordt gewoonlijk uitgedrukt als een percentage van de gaszuiverheid, zoals 99,9999%. Over het algemeen bedraagt ​​de zuiverheidseis voor speciale elektronische gassen 5N-6N, en wordt ook uitgedrukt door de volumeverhouding van het onzuiverheidsatmosfeergehalte ppm (part per million), ppb (part per million) en ppt (part per biljoen). Het elektronische halfgeleiderveld stelt de hoogste eisen aan de zuiverheid en kwaliteitsstabiliteit van speciale gassen, en de zuiverheid van elektronische speciale gassen is over het algemeen groter dan 6N.

Droogte

Het gehalte aan sporenwater in het gas, of vochtigheid, wordt gewoonlijk uitgedrukt in dauwpunt, zoals atmosferisch dauwpunt -70℃.

Netheid

Het aantal verontreinigende deeltjes in het gas, deeltjes met een deeltjesgrootte van µm, wordt uitgedrukt in hoeveel deeltjes/M3. Voor perslucht wordt dit gewoonlijk uitgedrukt in mg/m3 onvermijdelijke vaste residuen, inclusief het oliegehalte.