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

Použitie plynov v mikroelektronickom a polovodičovom priemysle Použitie plynov vždy zohrávalo dôležitú úlohu v polovodičových procesoch, najmä polovodičové procesy sa široko používajú v rôznych odvetviach. Od ULSI, TFT-LCD až po súčasný mikroelektromechanický (MEMS) priemysel sa polovodičové procesy používajú ako výrobné procesy produktov vrátane suchého leptania, oxidácie, iónovej implantácie, nanášania tenkých vrstiev atď.

Napríklad veľa ľudí vie, že čipy sú vyrobené z piesku, ale pri pohľade na celý proces výroby čipov je potrebných viac materiálov, ako je fotorezist, leštiaca kvapalina, terčový materiál, špeciálny plyn atď. Balenie na konci tiež vyžaduje substráty, medzičlánky, vývodové rámy, spojovacie materiály atď. z rôznych materiálov. Elektronické špeciálne plyny sú druhým najväčším materiálom v nákladoch na výrobu polovodičov po kremíkových doštičkách, nasledované maskami a fotorezistmi.

Čistota plynu má rozhodujúci vplyv na výkonnosť komponentov a výťažnosť produktu a bezpečnosť dodávky plynu súvisí so zdravím personálu a bezpečnosťou prevádzky továrne. Prečo má čistota plynu taký veľký vplyv na procesnú linku a personál? Toto nie je preháňanie, ale je to určené nebezpečnými vlastnosťami samotného plynu.

Klasifikácia bežných plynov v polovodičovom priemysle

Bežný plyn

Bežný plyn sa nazýva aj objemový plyn: označuje priemyselný plyn s požiadavkou na čistotu nižšou ako 5N a s veľkým objemom výroby a predaja. Podľa rôznych metód prípravy sa môže rozdeliť na plyn na separáciu vzduchu a syntetický plyn. Vodík (H2), dusík (N2), kyslík (O2), 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. HlavneSiH4PH3, B2H6, A8H3HClCF4NH3POCL3, SIH2CL2, SIHCL3NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... a tak ďalej.

Druhy špeciálnych plynov

Druhy špeciálnych plynov: korozívne, toxické, horľavé, podporujúce horenie, inertné atď.
Bežne používané polovodičové plyny sa klasifikujú takto:
i) Žieravé/toxické:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Horľavý: H2CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Horľavé: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertný: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrOn…

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

Z vyššie uvedených hľadísk môžeme pochopiť, že mnohé polovodičové plyny sú škodlivé pre ľudské telo. Najmä niektoré plyny, ako napríklad SiH4, sú samovznietiteľné. Pokiaľ unikajú, prudko reagujú s kyslíkom vo vzduchu a začnú horieť; a AsH3 je vysoko toxický. Akýkoľvek malý únik môže ohroziť ľudské životy, takže požiadavky na bezpečnosť návrhu riadiacich systémov pre používanie špeciálnych plynov sú obzvlášť vysoké.

Polovodiče vyžadujú, aby vysoko čisté plyny mali „tri stupne“

Čistota plynu

Obsah nečistôt v plyne sa zvyčajne vyjadruje ako percento čistoty plynu, napríklad 99,9999 %. Vo všeobecnosti požiadavka na čistotu pre elektronické špeciálne plyny dosahuje 5N až 6N a vyjadruje sa aj objemovým pomerom obsahu nečistôt v ppm (častíc na milión), ppb (častíc na miliardu) a ppt (častíc na bilión). Oblasť elektronických polovodičov má najvyššie požiadavky na čistotu a stabilitu kvality špeciálnych plynov a čistota elektronických špeciálnych plynov je vo všeobecnosti vyššia ako 6N.

Suchosť

Obsah stopovej vody v plyne alebo vlhkosť sa zvyčajne vyjadruje v rosnom bode, napríklad v atmosférickom rosnom bode -70 ℃.

Čistota

Počet znečisťujúcich častíc v plyne, častíc s veľkosťou častíc µm, sa vyjadruje v počte častíc/M3. V prípade stlačeného vzduchu sa zvyčajne vyjadruje v mg/m3 nevyhnutných pevných zvyškov, ktoré zahŕňajú aj obsah oleja.