In het productieproces van halfgeleiderwafergieterijen 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 halfgeleiderindustrie. Het gebruik van gassen heeft altijd een belangrijke rol gespeeld in halfgeleiderprocessen. Halfgeleiderprocessen worden met name veel gebruikt in diverse industrieën. Van ULSI en TFT-LCD tot de huidige micro-elektromechanische (MEMS) industrie, halfgeleiderprocessen worden gebruikt als productieprocessen, waaronder droog etsen, oxidatie, ionenimplantatie, dunnefilmdepositie, enz.

Veel mensen weten bijvoorbeeld dat chips van zand worden gemaakt, maar als je naar het hele chipproductieproces kijkt, zie je dat er meer materialen nodig zijn, zoals fotoresist, polijstvloeistof, targetmateriaal, speciaal gas, enz. Deze zijn onmisbaar. Back-end packaging vereist ook substraten, interposers, lead frames, bondingmaterialen, enz. van verschillende materialen. Speciale elektronische gassen vormen na siliciumwafers het tweede grootste materiaal in de kosten van halfgeleiderproductie, gevolgd door maskers en fotoresists.

De zuiverheid van het gas heeft een doorslaggevende invloed op de prestaties van componenten en de productopbrengst. De veiligheid van de gasvoorziening hangt samen met de gezondheid van het personeel en de veiligheid van de fabrieksactiviteiten. Waarom heeft de zuiverheid van het gas zo'n grote impact op de proceslijn en het personeel? Dit is geen overdrijving, 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 verwijst naar industrieel gas met een zuiverheidsvereiste lager dan 5N en een groot productie- en verkoopvolume. Het kan worden onderverdeeld in luchtscheidingsgas en synthetisch gas op basis van verschillende bereidingsmethoden. Waterstof (H2), stikstof (N2), zuurstof (O2), argon (A2), enz.;

Speciaal gas

Speciaalgas verwijst naar industrieel gas dat in specifieke sectoren wordt gebruikt en speciale eisen stelt aan zuiverheid, variëteit en eigenschappen.SiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… en zo verder.

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 in oxidatie, diffusie, depositie, etsen, injectie, fotolithografie en andere processen, en het totale aantal processtappen bedraagt ​​meer dan honderden. Zo worden PH3 en AsH3 gebruikt als fosfor- en arseenbronnen in het ionenimplantatieproces, worden F-gebaseerde gassen CF4, CHF3, SF6 en halogeengassen CI2, BCI3 en HBr veel gebruikt in het etsproces, SiH4, NH3 en N2O in het depositiefilmproces, en F2/Kr/Ne en Kr/Ne in het fotolithografieproces.

Uit bovenstaande aspecten kunnen we opmaken dat veel halfgeleidergassen schadelijk zijn voor het menselijk lichaam. Met name sommige gassen, zoals SiH4, zijn zelfontbrandend. Zolang ze lekken, reageren ze heftig met de zuurstof in de lucht en beginnen ze te ontbranden; AsH3 is bovendien zeer giftig. Elke kleine lekkage kan levensgevaarlijk zijn, dus de veiligheidseisen voor het ontwerp van het regelsysteem voor het gebruik van speciale gassen zijn bijzonder hoog.

Halfgeleiders hebben gassen met een hoge zuiverheid nodig die “drie graden” zijn

Gaszuiverheid

Het gehalte aan onzuiverheid in de atmosfeer van het gas wordt gewoonlijk uitgedrukt als een percentage van de gaszuiverheid, bijvoorbeeld 99,9999%. Over het algemeen bedraagt ​​de zuiverheidseis voor speciale elektronische gassen 5N-6N, en wordt deze ook uitgedrukt in de volumeverhouding van het gehalte aan onzuiverheid in de atmosfeer: ppm (part per million), ppb (part per billion) en ppt (part per trillion). De elektronische halfgeleiderindustrie stelt de hoogste eisen aan de zuiverheid en kwaliteitsstabiliteit van speciale gassen, en de zuiverheid van speciale elektronische gassen is over het algemeen hoger dan 6N.

Droogte

Het gehalte aan sporenwater in het gas, ofwel de vochtigheid, wordt gewoonlijk uitgedrukt in dauwpunt, bijvoorbeeld atmosferisch dauwpunt -70℃.

Schoonheid

Het aantal verontreinigende deeltjes in het gas, deeltjes met een deeltjesgrootte van µm, wordt uitgedrukt in het aantal deeltjes per m³. Voor perslucht wordt dit meestal uitgedrukt in mg/m³ onvermijdelijke vaste resten, waaronder het oliegehalte.