Puolijohdekiekkovalimoiden valmistusprosessissa suhteellisen edistyneillä tuotantoprosesseilla tarvitaan lähes 50 erityyppistä kaasua. Kaasut jaetaan yleensä bulkkikaasuihin jaerikoiskaasuja.

Kaasujen käyttö mikroelektroniikka- ja puolijohdeteollisuudessa Kaasujen käytöllä on aina ollut tärkeä rooli puolijohdeprosesseissa, erityisesti puolijohdeprosesseja käytetään laajasti eri teollisuudenaloilla. ULSI:stä, TFT-LCD:stä nykyiseen mikroelektromekaaniseen (MEMS) teollisuuteen, puolijohdeprosesseja käytetään tuotteiden valmistusprosesseina, mukaan lukien kuivaetsaus, hapetus, ioni-istutus, ohutkalvopinnoitus jne.

Monet tietävät esimerkiksi, että lastut valmistetaan hiekasta, mutta koko lastunvalmistusprosessia tarkasteltaessa tarvitaan lisää materiaaleja, kuten fotoresist, kiillotusneste, kohdemateriaali, erikoiskaasu jne. ovat välttämättömiä. Taustapakkaus vaatii myös eri materiaaleista valmistettuja substraatteja, välilevyjä, lyijykehyksiä, liimamateriaaleja jne. Elektroniset erikoiskaasut ovat puolijohteiden valmistuskustannuksissa piikiekkojen jälkeen toiseksi suurin materiaali, jota seuraavat maskit ja fotoresistit.

Kaasun puhtaus vaikuttaa ratkaisevasti komponenttien suorituskykyyn ja tuotteen saantoon, ja kaasun saannin turvallisuus liittyy henkilöstön terveyteen ja tehtaan toiminnan turvallisuuteen. Miksi kaasun puhtaudella on niin suuri vaikutus prosessilinjaan ja henkilöstöön? Tämä ei ole liioittelua, vaan sen määräävät itse kaasun vaaralliset ominaisuudet.

Puolijohdeteollisuuden yleisten kaasujen luokitus

Tavallinen kaasu

Tavallista kaasua kutsutaan myös bulkkikaasuksi: se tarkoittaa teollisuuskaasua, jonka puhtausvaatimus on alle 5N ja jolla on suuri tuotanto- ja myyntivolyymi. Se voidaan jakaa ilmanerotuskaasuun ja synteettiseen kaasuun eri valmistusmenetelmien mukaan. Vety (H2), typpi (N2), happi (O2), argon (A2) jne.;

Erikoiskaasu

Erikoiskaasulla tarkoitetaan teollisuuskaasua, jota käytetään tietyillä aloilla ja jolla on erityisiä vaatimuksia puhtaudelle, lajikkeelle ja ominaisuuksille. PääasiassaSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… ja niin edelleen.

Maustekaasujen tyypit

Erikoiskaasutyypit: syövyttävät, myrkylliset, syttyvät, palamista tukevat, inertit jne.
Yleisesti käytetyt puolijohdekaasut luokitellaan seuraavasti:
i) Syövyttävä/myrkyllinen:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Syttyvä: H2、CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Palava: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inertti: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Hän…

Puolijohdesirun valmistusprosessissa käytetään noin 50 erityyppistä erikoiskaasua (kutsutaan erikoiskaasuiksi) hapetuksessa, diffuusiossa, pinnoituksessa, syövytyksessä, ruiskutuksessa, fotolitografiassa ja muissa prosesseissa, ja prosessivaiheiden kokonaismäärä ylittää satoja. Esimerkiksi PH3:a ja AsH3:a käytetään fosforin ja arseenin lähteinä ioni-istutusprosessissa, F-pohjaisia ​​kaasuja CF4, CHF3, SF6 ja halogeenikaasuja CI2, BCI3, HBr käytetään yleisesti syövytyksessä, SiH4, NH3, N2O kerrostuskalvoprosessi, F2/Kr/Ne, Kr/Ne fotolitografiaprosessissa.

Yllä olevista näkökohdista voimme ymmärtää, että monet puolijohdekaasut ovat haitallisia ihmiskeholle. Erityisesti jotkut kaasuista, kuten SiH4, ovat itsestään syttyviä. Niin kauan kuin ne vuotavat, ne reagoivat kiivaasti ilman hapen kanssa ja alkavat palaa; ja AsH3 on erittäin myrkyllistä. Pienetkin vuodot voivat aiheuttaa ihmishenkiä, joten erityiskaasujen käytön ohjausjärjestelmän suunnittelun turvallisuusvaatimukset ovat erityisen korkeat.

Puolijohteet vaativat erittäin puhtaita kaasuja, joilla on "kolme astetta"

Kaasun puhtaus

Kaasun epäpuhtausilmakehän pitoisuus ilmaistaan ​​yleensä prosentteina kaasun puhtaudesta, kuten 99,9999 %. Yleisesti ottaen elektronisten erikoiskaasujen puhtausvaatimus on 5N-6N, ja se ilmaistaan ​​myös epäpuhtausilmakehän pitoisuuden tilavuussuhteella ppm (miljoonasosa), ppb (miljardiosa) ja ppt (osa triljoonaa kohti). Elektronisella puolijohdekentällä on korkeimmat vaatimukset erikoiskaasujen puhtaudelle ja laadun stabiiliudelle, ja elektronisten erikoiskaasujen puhtaus on yleensä yli 6N.

Kuivuus

Kaasun hivenvesipitoisuus eli kosteus ilmaistaan ​​yleensä kastepisteenä, kuten ilmakehän kastepisteenä -70 ℃.

Puhtaus

Kaasussa olevien saastehiukkasten, hiukkasten, joiden hiukkaskoko on µm, määrä ilmaistaan ​​yksikkönä kuinka monta hiukkasta/M3. Paineilman osalta se ilmaistaan ​​yleensä mg/m3 väistämättömistä kiinteistä jäämistä, joka sisältää öljypitoisuuden.