A viszonylag fejlett gyártási eljárásokkal rendelkező félvezető ostyaöntödék gyártási folyamatában közel 50 különböző típusú gázra van szükség. A gázokat általában ömlesztett gázokra ésspeciális gázok.

Gázok alkalmazása a mikroelektronikában és a félvezetőiparban A gázok felhasználása mindig is fontos szerepet játszott a félvezető eljárásokban, különösen a félvezető eljárásokat széles körben alkalmazzák a különböző iparágakban. Az ULSI-tól a TFT-LCD-től a jelenlegi mikro-elektromechanikai (MEMS) iparig a félvezető eljárásokat termékgyártási folyamatokként használják, beleértve a száraz maratot, oxidációt, ionimplantációt, vékonyréteg-leválasztást stb.

Sokan tudják például, hogy a forgács homokból készül, de a forgácsgyártás teljes folyamatát tekintve több anyagra van szükség, mint például a fotoreziszt, a polírozó folyadék, a célanyag, a speciális gáz stb. A hátsó csomagoláshoz különféle anyagokból készült szubsztrátumok, közbeiktatók, ólomkeretek, ragasztóanyagok stb. is szükségesek. Az elektronikai speciális gázok a második legnagyobb anyag a félvezetőgyártás költségeiben a szilíciumlapkák után, ezt követik a maszkok és a fotorezisztek.

A gáz tisztasága döntően befolyásolja az alkatrészek teljesítményét és a termékhozamot, a gázellátás biztonsága pedig összefügg a személyzet egészségével és a gyári működés biztonságával. Miért van ilyen nagy hatással a gáz tisztasága a folyamatsorra és a személyzetre? Ez nem túlzás, hanem magának a gáznak a veszélyes tulajdonságai határozzák meg.

Közönséges gázok osztályozása a félvezetőiparban

Közönséges gáz

A közönséges gázt ömlesztett gáznak is nevezik: 5N-nál alacsonyabb tisztasági követelményű, nagy termelési és értékesítési volumenű ipari gázt jelent. Különböző előállítási módok szerint légleválasztó gázra és szintetikus gázra osztható. Hidrogén (H2), nitrogén (N2), oxigén (O2), argon (A2) stb.;

Speciális gáz

A speciális gáz olyan ipari gázt jelent, amelyet meghatározott területeken használnak, és különleges követelményekkel rendelkezik a tisztaság, a változatosság és a tulajdonságok tekintetében. FőkéntSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… és így tovább.

A fűszergázok fajtái

Speciális gázok fajtái: maró, mérgező, gyúlékony, égést elősegítő, közömbös stb.
Az általánosan használt félvezető gázok a következők szerint osztályozhatók:
i) Maró/mérgező:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2、BCl3…
(ii) Tűzveszélyes: H2、CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Éghető: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2、CF4"C2F6"C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Ő…

A félvezető chipek gyártása során mintegy 50 különböző típusú speciális gázt (úgynevezett speciális gázt) használnak oxidációs, diffúziós, leválasztási, maratási, injektálási, fotolitográfiai és egyéb folyamatokban, és a teljes folyamatlépések száma meghaladja a százat. Például a PH3-at és az AsH3-at foszfor- és arzénforrásként használják az ionbeültetési folyamatban, az F-alapú CF4, CHF3, SF6 gázokat és a CI2, BCI3, HBr halogéngázokat általában a maratási folyamatban, SiH4, NH3, N2O a lerakódási film eljárás, F2/Kr/Ne, Kr/Ne a fotolitográfiai eljárásban.

A fenti szempontokból megérthetjük, hogy sok félvezető gáz káros az emberi szervezetre. Különösen egyes gázok, például a SiH4 öngyulladóak. Amíg szivárognak, hevesen reagálnak a levegő oxigénjével és égni kezdenek; és az AsH3 erősen mérgező. Bármilyen csekély szivárgás emberéletkárosodást okozhat, ezért a speciális gázok használatára vonatkozó vezérlőrendszer kialakításának biztonságára vonatkozó követelmények különösen magasak.

A félvezetők nagy tisztaságú gázokat igényelnek, hogy „három fokosak” legyenek

A gáz tisztasága

A gázban lévő szennyező atmoszféra tartalmát általában a gáz tisztaságának százalékában fejezik ki, például 99,9999%. Általánosságban elmondható, hogy az elektronikai speciális gázok tisztasági követelménye eléri az 5N-6N-t, amit a szennyezett légkör ppm (rész per millió), ppb (milliárd rész) és ppt (part per billió) térfogataránya is kifejez. Az elektronikus félvezető mező a legmagasabb követelményeket támasztja a speciális gázok tisztaságával és minőségi stabilitásával szemben, az elektronikus speciális gázok tisztasága általában nagyobb, mint 6 N.

Szárazság

A gáz nyomokban lévő víztartalmát vagy nedvességét általában harmatpontban fejezik ki, például a légköri harmatpont -70 ℃-ban.

Tisztaság

A gázban lévő szennyező részecskék, a µm szemcseméretű részecskék számát hány részecske/M3-ban fejezzük ki. Sűrített levegő esetében általában mg/m3 elkerülhetetlen szilárd maradékanyagban fejezik ki, amely magában foglalja az olajtartalmat is.