A viszonylag fejlett gyártási eljárásokkal működő félvezető ostya öntödék 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 használata mindig is fontos szerepet játszott a félvezető folyamatokban, különösen a félvezető eljárásokat széles körben alkalmazzák a különböző iparágakban. Az ULSI-tól, TFT-LCD-től a jelenlegi mikroelektromechanikai (MEMS) iparig a félvezető eljárásokat termékgyártási folyamatokként alkalmazzák, beleértve a szárazmaratást, oxidációt, ionimplantációt, vékonyréteg-leválasztást stb.

Például sokan tudják, hogy a chipek homokból készülnek, de a chipgyártás teljes folyamatát tekintve további anyagokra van szükség, például fotorezisztre, polírozófolyadékra, célanyagra, speciális gázra stb., amelyek elengedhetetlenek. A hátoldali csomagoláshoz különféle anyagokból készült hordozókra, interpozíciókra, kivezető keretekre, kötőanyagokra stb. is szükség van. Az elektronikai speciális gázok a félvezetőgyártási költségek második legnagyobb részét képezik a szilícium ostyák után, ezeket követik a maszkok és a fotorezisztek.

A gáz tisztasága döntő befolyással bír az alkatrészek teljesítményére és a termékhozamra, a gázellátás biztonsága pedig összefügg a személyzet egészségével és a gyárüzemeltetés biztonságával. Miért van a gáz tisztasága ilyen nagy hatással a folyamatvezetékre és a személyzetre? Ez nem túlzás, hanem magának a gáznak a veszélyes tulajdonságai határozzák meg.

A félvezetőiparban elterjedt gázok osztályozása

Közönséges gáz

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

Speciális gáz

A speciális gáz olyan ipari gázra utal, amelyet meghatározott területeken használnak, és amelynek különleges tisztasági, változatossági és tulajdonságokkal kapcsolatos követelményei vannak. 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 különleges gázok típusai

Különleges gázok típusai: maró, mérgező, gyúlékony, égéstámogató, inert stb.
A gyakran használt félvezető gázokat a következőképpen osztályozzák:
(i) Maró/mérgező hatású:HCl, BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Gyúlékony: H2,CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Éghető: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inert: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,Ő…

A félvezető chipek gyártása során körülbelül 50 különböző típusú speciális gázt (más néven speciális gázokat) használnak az oxidáció, diffúzió, leválasztás, maratás, befecskendezés, fotolitográfia és egyéb eljárások során, és a teljes folyamatlépések száma meghaladja a százat. Például a PH3 és AsH3 foszfor- és arzénforrásként szolgál az ionimplantációs folyamatban, az F-alapú CF4, CHF3, SF6 gázokat és a CI2, BCI3, HBr halogéngázokat általában a maratási folyamatban, a SiH4, NH3, N2O gázokat a leválasztási filmes eljárásban, az F2/Kr/Ne, Kr/Ne gázokat pedig a fotolitográfiai folyamatban használják.

A fentiekből megérthetjük, hogy sok félvezető gáz káros az emberi szervezetre. Különösen néhány gáz, mint például a SiH4, öngyulladó. Amíg szivárognak, hevesen reagálnak a levegő oxigénjével és égni kezdenek; az AsH3 pedig nagyon mérgező. Bármilyen kis szivárgás is károsíthatja az emberi életet, ezért a speciális gázok használatának vezérlőrendszerének tervezésére vonatkozó biztonsági követelmények különösen magasak.

A félvezetőkhöz nagy tisztaságú gázokra van szükség a „három fok” eléréséhez

Gáztisztaság

A gáz szennyező atmoszférájának tartalmát általában a gáz tisztaságának százalékában fejezik ki, például 99,9999%-ban. Általánosságban elmondható, hogy az elektronikus speciális gázok tisztasági követelménye eléri az 5N-6N értéket, és a szennyező atmoszféra tartalmának térfogatarányában is kifejezik ppm (milliomodrész), ppb (billiórész) és ppt (billiórész). Az elektronikus félvezetők területén a legmagasabbak a speciális gázok tisztasági és minőségi stabilitási követelményei, és az elektronikus speciális gázok tisztasága általában nagyobb, mint 6N.

Szárazság

A gázban lévő víznyomok tartalmát, vagy nedvességet, általában harmatpontban fejezik ki, például a légköri harmatpont -70 ℃.

Tisztaság

A gázban lévő szennyező részecskék, a µm részecskeméretű részecskék számát részecske/m3-ben fejezik ki. Sűrített levegő esetén általában mg/m3-ben fejezik ki az elkerülhetetlen szilárd maradványok mennyiségét, amely magában foglalja az olajtartalmat is.