Vo výrobnom procese zlievarní polovodičových doštičiek s relatívne pokročilými výrobnými procesmi je potrebných takmer 50 rôznych druhov plynov. Plyny sa vo všeobecnosti delia na plyny veľké ašpeciálne plyny.

Aplikácia plynov v mikroelektronike a polovodičovom priemysle Využitie plynov vždy zohrávalo dôležitú úlohu v polovodičových procesoch, najmä polovodičové procesy sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach. Od ULSI, TFT-LCD až po súčasný mikroelektromechanický (MEMS) priemysel sa ako procesy výroby produktov používajú polovodičové procesy, vrátane suchého leptania, oxidácie, implantácie iónov, nanášania tenkých vrstiev atď.

Mnoho ľudí napríklad vie, že triesky sú vyrobené z piesku, ale pri pohľade na celý proces výroby triesok je potrebných viac materiálov, ako sú fotorezist, leštiace kvapaliny, terčový materiál, špeciálny plyn atď. Back-end balenie tiež vyžaduje substráty, vložky, olovené rámy, spojovacie materiály atď. z rôznych materiálov. Elektronické špeciálne plyny sú druhým najväčším materiálom v nákladoch na výrobu polovodičov po kremíkových doštičkách, po ktorých nasledujú masky a fotorezisty.

Čistota plynu má rozhodujúci vplyv na výkon komponentov a výťažnosť produktu a bezpečnosť dodávky plynu súvisí so zdravím personálu a bezpečnosťou prevádzky závodu. Prečo má čistota plynu taký veľký vplyv na výrobnú linku a personál? Nie je to prehnané, ale je to určené nebezpečnými vlastnosťami samotného plynu.

Klasifikácia bežných plynov v polovodičovom priemysle

Obyčajný plyn

Obyčajný plyn sa tiež nazýva plyn vo veľkom: ide o priemyselný plyn s požiadavkou na čistotu nižšou ako 5N a veľkým objemom výroby a predaja. Môže sa rozdeliť na plyn na separáciu vzduchu a syntetický plyn podľa rôznych metód prípravy. Vodík (H2), dusík (N2), kyslík (02), argón (A2), atď.;

Špeciálny plyn

Špeciálny plyn sa vzťahuje na priemyselný plyn, ktorý sa používa v špecifických oblastiach a má špeciálne požiadavky na čistotu, rozmanitosť a vlastnosti. HlavneSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… a tak ďalej.

Druhy korenistých plynov

Druhy špeciálnych plynov: žieravé, toxické, horľavé, horenie podporujúce, inertné atď.
Bežne používané polovodičové plyny sú klasifikované takto:
(i) Žieravý/toxický:HCl、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、BCI3…
(ii) Horľavý: H2,CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Horľavé: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertný: N2,CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,On…

V procese výroby polovodičových čipov sa pri oxidácii, difúzii, nanášaní, leptaní, vstrekovaní, fotolitografii a iných procesoch používa asi 50 rôznych druhov špeciálnych plynov (označovaných ako špeciálne plyny), pričom celkový počet krokov procesu presahuje stovky. Napríklad PH3 a AsH3 sa používajú ako zdroje fosforu a arzénu v procese implantácie iónov, plyny na báze F CF4, CHF3, SF6 a halogénové plyny CI2, BCI3, HBr sa bežne používajú v procese leptania, SiH4, NH3, N2O v proces nanášania filmu, F2/Kr/Ne, Kr/Ne v procese fotolitografie.

Z vyššie uvedených aspektov môžeme pochopiť, že mnohé polovodičové plyny sú škodlivé pre ľudské telo. Najmä niektoré plyny, ako napríklad SiH4, sú samozápalné. Kým unikajú, budú prudko reagovať s kyslíkom vo vzduchu a začnú horieť; a AsH3 je vysoko toxický. Akýkoľvek nepatrný únik môže spôsobiť ujmu na životoch ľudí, preto sú požiadavky na bezpečnosť konštrukcie riadiaceho systému pre použitie špeciálnych plynov obzvlášť vysoké.

Polovodiče vyžadujú plyny vysokej čistoty, aby mali „tri stupne“

Čistota plynu

Obsah atmosféry nečistôt v plyne sa zvyčajne vyjadruje ako percento čistoty plynu, napríklad 99,9999 %. Všeobecne povedané, požiadavka na čistotu elektronických špeciálnych plynov dosahuje 5N-6N a vyjadruje sa aj objemovým pomerom obsahu atmosféry nečistôt ppm (part per million), ppb (part per miliard) a ppt (part per trilion). Elektronické polovodičové pole má najvyššie požiadavky na čistotu a stabilitu kvality špeciálnych plynov a čistota elektronických špeciálnych plynov je vo všeobecnosti väčšia ako 6N.

Suchosť

Obsah stopovej vody v plyne alebo vlhkosť sa zvyčajne vyjadruje v rosnom bode, ako je atmosférický rosný bod -70 ℃.

Čistota

Počet častíc znečisťujúcich látok v plyne, častíc s veľkosťou častíc µm, je vyjadrený v koľkých častíc/M3. Pre stlačený vzduch sa zvyčajne vyjadruje v mg/m3 nevyhnutných pevných zvyškov, ktoré zahŕňajú obsah oleja.