Nel processo di produzione delle fonderie di wafer di semiconduttori con processi di produzione relativamente avanzati, sono necessari quasi 50 tipi diversi di gas. I gas sono generalmente suddivisi in gas sfusi egas speciali.

Applicazione dei gas nelle industrie microelettronica e dei semiconduttori L'uso dei gas ha sempre svolto un ruolo importante nei processi dei semiconduttori, in particolare i processi dei semiconduttori sono ampiamente utilizzati in vari settori. Da ULSI, TFT-LCD all'attuale settore microelettromeccanico (MEMS), i processi dei semiconduttori vengono utilizzati come processi di produzione dei prodotti, tra cui l'incisione a secco, l'ossidazione, l'impianto di ioni, la deposizione di film sottile, ecc.

Ad esempio, molte persone sanno che i trucioli sono fatti di sabbia, ma considerando l'intero processo di produzione dei trucioli, sono necessari più materiali, come fotoresist, liquido lucidante, materiale target, gas speciale, ecc. L'imballaggio back-end richiede anche substrati, interpositori, lead frame, materiali leganti, ecc. di vari materiali. I gas speciali per l'elettronica rappresentano il secondo materiale più importante in termini di costi di produzione dei semiconduttori dopo i wafer di silicio, seguiti da maschere e fotoresist.

La purezza del gas ha un'influenza decisiva sulle prestazioni dei componenti e sulla resa del prodotto, e la sicurezza della fornitura di gas è correlata alla salute del personale e alla sicurezza del funzionamento della fabbrica. Perché la purezza del gas ha un impatto così grande sulla linea di processo e sul personale? Questa non è un'esagerazione, ma è determinata dalle caratteristiche pericolose del gas stesso.

Classificazione dei gas comuni nell'industria dei semiconduttori

Gas ordinario

Il gas ordinario è anche chiamato gas sfuso: si riferisce al gas industriale con requisiti di purezza inferiori a 5N e un grande volume di produzione e vendita. Può essere suddiviso in gas di separazione dell'aria e gas sintetico secondo diversi metodi di preparazione. Idrogeno (H2), azoto (N2), ossigeno (O2), argon (A2), ecc.;

Gas speciali

Il gas speciale si riferisce al gas industriale utilizzato in campi specifici e che presenta requisiti speciali in termini di purezza, varietà e proprietà. PrincipalmenteSiH4, PH3, B2H6, A8H3,L'HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6…e così via.

Tipi di gas speciali

Tipi di gas speciali: corrosivi, tossici, infiammabili, comburenti, inerti, ecc.
I gas semiconduttori comunemente utilizzati sono classificati come segue:
(i) Corrosivo/tossico:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Infiammabile: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Combustibile: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inerte: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Lui…

Nel processo di produzione di chip semiconduttori, circa 50 tipi diversi di gas speciali (denominati gas speciali) vengono utilizzati nei processi di ossidazione, diffusione, deposizione, incisione, iniezione, fotolitografia e altri processi e le fasi totali del processo superano le centinaia. Ad esempio, PH3 e AsH3 sono utilizzati come fonti di fosforo e arsenico nel processo di impiantazione ionica, i gas a base di F CF4, CHF3, SF6 e i gas alogeni CI2, BCI3, HBr sono comunemente utilizzati nel processo di attacco, SiH4, NH3, N2O in il processo di deposizione di film, F2/Kr/Ne, Kr/Ne nel processo di fotolitografia.

Da questi aspetti possiamo comprendere che molti gas semiconduttori sono dannosi per il corpo umano. In particolare, alcuni gas, come SiH4, sono autoinfiammabili. Finché perdono, reagiscono violentemente con l'ossigeno presente nell'aria e iniziano a bruciare; e AsH3 è altamente tossico. Qualsiasi piccola perdita può causare danni alla vita delle persone, quindi i requisiti di sicurezza della progettazione del sistema di controllo per l'uso di gas speciali sono particolarmente elevati.

I semiconduttori richiedono che i gas ad elevata purezza abbiano “tre gradi”

Purezza del gas

Il contenuto di impurità atmosferiche nel gas è solitamente espresso come percentuale della purezza del gas, ad esempio 99,9999%. In generale, il requisito di purezza per i gas speciali elettronici raggiunge 5N-6N ed è espresso anche dal rapporto volumetrico del contenuto di impurità nell'atmosfera ppm (parte per milione), ppb (parte per miliardo) e ppt (parte per trilione). Il campo dei semiconduttori elettronici ha i requisiti più elevati per la purezza e la stabilità della qualità dei gas speciali e la purezza dei gas speciali elettronici è generalmente maggiore di 6N.

Secchezza

Il contenuto di tracce d'acqua nel gas, o umidità, è solitamente espresso in punto di rugiada, come il punto di rugiada atmosferico -70℃.

Pulizia

Il numero di particelle inquinanti presenti nel gas, particelle con dimensione delle particelle pari a µm, è espresso in quante particelle/M3. Per l'aria compressa viene solitamente espresso in mg/m3 di residui solidi inevitabili, che comprende il contenuto di olio.