No proceso de fabricación das fundicións de obleas de semicondutores con procesos de produción relativamente avanzados, necesítanse case 50 tipos diferentes de gases. Os gases divídense xeralmente en gases a granel egases especiais.

Aplicación de gases nas industrias da microelectrónica e dos semicondutores O uso de gases sempre xogou un papel importante nos procesos de semicondutores, especialmente os procesos de semicondutores que se empregan amplamente en diversas industrias. Desde ULSI, TFT-LCD ata a actual industria microelectromecánica (MEMS), os procesos de semicondutores utilízanse como procesos de fabricación de produtos, incluíndo gravado en seco, oxidación, implantación de ións, deposición de películas finas, etc.

Por exemplo, moita xente sabe que os chips están feitos de area, pero observando todo o proceso de fabricación de chips, necesítanse máis materiais, como a fotorresina, o líquido de pulido, o material obxectivo, o gas especial, etc. son indispensables. O empaquetado posterior tamén require substratos, interpositores, marcos de chumbo, materiais de unión, etc. de diversos materiais. Os gases especiais electrónicos son o segundo material máis importante nos custos de fabricación de semicondutores despois das obleas de silicio, seguidos das máscaras e as fotorresinas.

A pureza do gas ten unha influencia decisiva no rendemento dos compoñentes e no rendemento do produto, e a seguridade do subministro de gas está relacionada coa saúde do persoal e a seguridade do funcionamento da fábrica. Por que a pureza do gas ten un impacto tan grande na liña de proceso e no persoal? Isto non é unha esaxeración, senón que está determinado polas características perigosas do propio gas.

Clasificación dos gases comúns na industria dos semicondutores

Gas ordinario

O gas ordinario tamén se denomina gas a granel: refírese ao gas industrial cun requisito de pureza inferior a 5N e un gran volume de produción e vendas. Pódese dividir en gas de separación de aire e gas sintético segundo os diferentes métodos de preparación. Hidróxeno (H2), nitróxeno (N2), osíxeno (O2), argon (A2), etc.;

Gas especial

O gas especial refírese ao gas industrial que se usa en campos específicos e que ten requisitos especiais de pureza, variedade e propiedades. PrincipalmenteSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HClCF4NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... e así sucesivamente.

Tipos de gases especiais

Tipos de gases especiais: corrosivos, tóxicos, inflamables, que favorecen a combustión, inertes, etc.
Os gases semicondutores de uso común clasifícanse do seguinte xeito:
(i) Corrosivo/tóxico:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Inflamable: H2,CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO...
(iii) Combustible: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inerte: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrEl…

No proceso de fabricación de chips semicondutores, utilízanse uns 50 tipos diferentes de gases especiais (denominados gases especiais) en procesos de oxidación, difusión, deposición, gravado, inxección, fotolitografía e outros, e o total de pasos do proceso supera os centos. Por exemplo, o PH3 e o AsH3 utilízanse como fontes de fósforo e arsénico no proceso de implantación de ións, os gases baseados en F CF4, CHF3, SF6 e os gases halóxenos CI2, BCI3 e HBr úsanse habitualmente no proceso de gravado, o SiH4, o NH3 e o N2O no proceso de película de deposición e o F2/Kr/Ne e o Kr/Ne no proceso de fotolitografía.

Dos aspectos anteriores, podemos entender que moitos gases semicondutores son prexudiciais para o corpo humano. En particular, algúns gases, como o SiH4, son autoinflamables. Sempre que teñan fugas, reaccionarán violentamente co osíxeno do aire e comezarán a arder; e o AsH3 é altamente tóxico. Calquera pequena fuga pode causar danos á vida das persoas, polo que os requisitos de seguridade do deseño do sistema de control para o uso de gases especiais son particularmente altos.

Os semicondutores requiren gases de alta pureza que teñan "tres graos"

Pureza do gas

O contido da atmosfera de impurezas no gas exprésase normalmente como unha porcentaxe da pureza do gas, como o 99,9999 %. En xeral, o requisito de pureza para os gases especiais electrónicos alcanza os 5N-6N e tamén se expresa pola relación volumétrica do contido da atmosfera de impurezas ppm (partes por millón), ppb (partes por billón) e ppt (partes por billón). O campo dos semicondutores electrónicos ten os requisitos máis altos para a pureza e a estabilidade da calidade dos gases especiais, e a pureza dos gases especiais electrónicos é xeralmente superior a 6N.

Sequedade

O contido de auga residual no gas, ou a humidade, exprésase normalmente en punto de orballo, como o punto de orballo atmosférico de -70 ℃.

Limpeza

O número de partículas contaminantes no gas, partículas cun tamaño de partícula de µm, exprésase en cantas partículas/m3. Para o aire comprimido, adoita expresarse en mg/m3 de residuos sólidos inevitables, que inclúen o contido de aceite.