Ve výrobním procesu sléváren polovodičových destiček s relativně pokročilými výrobními procesy je zapotřebí téměř 50 různých typů plynů. Plyny se obecně dělí na plyny sypké aspeciální plyny.

Aplikace plynů v mikroelektronice a polovodičovém průmyslu Využití plynů vždy hrálo důležitou roli v polovodičových procesech, zejména polovodičové procesy jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích. Od ULSI, TFT-LCD až po současný mikroelektromechanický (MEMS) průmysl se jako procesy výroby produktů používají polovodičové procesy, včetně suchého leptání, oxidace, iontové implantace, nanášení tenkých vrstev atd.

Mnoho lidí například ví, že třísky jsou vyrobeny z písku, ale při pohledu na celý proces výroby čipů je zapotřebí více materiálů, jako je fotorezist, leštící kapalina, terčový materiál, speciální plyn atd., které jsou nepostradatelné. Back-end balení také vyžaduje substráty, vložky, rámečky, spojovací materiály atd. z různých materiálů. Elektronické speciální plyny jsou druhým největším materiálem ve výrobních nákladech polovodičů po křemíkových destičkách, následují masky a fotorezisty.

Čistota plynu má rozhodující vliv na výkon komponent a výtěžnost produktu a bezpečnost dodávky plynu souvisí se zdravím personálu a bezpečností provozu závodu. Proč má čistota plynu tak velký dopad na procesní linku a personál? To není přehnané, ale je určeno nebezpečnými vlastnostmi samotného plynu.

Klasifikace běžných plynů v polovodičovém průmyslu

Obyčejný plyn

Obyčejný plyn se také nazývá plyn ve velkém: jedná se o průmyslový plyn s požadavkem na čistotu nižší než 5N a velkým objemem výroby a prodeje. Podle různých metod přípravy jej lze rozdělit na plyn pro separaci vzduchu a syntetický plyn. Vodík (H2), dusík (N2), kyslík (02), argon (A2), atd.;

Speciální plyn

Speciální plyn označuje průmyslový plyn, který se používá ve specifických oblastech a má zvláštní požadavky na čistotu, rozmanitost a vlastnosti. HlavněSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6…a tak dále.

Druhy Spiciálních plynů

Druhy speciálních plynů: žíravé, toxické, hořlavé, hoření podporující, inertní atd.
Běžně používané polovodičové plyny jsou klasifikovány takto:
(i) Žíravý/toxický:HCl、BF3、 WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCI3…
(ii) Hořlavý: H2,CH4、SiH4、PH3、AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…
(iii) Hořlavé: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertní: N2,CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,On…

V procesu výroby polovodičových čipů se používá asi 50 různých typů speciálních plynů (označovaných jako speciální plyny) při oxidaci, difúzi, nanášení, leptání, vstřikování, fotolitografii a dalších procesech a celkový počet procesních kroků přesahuje stovky. Například PH3 a AsH3 se používají jako zdroje fosforu a arsenu v procesu iontové implantace, plyny na bázi F CF4, CHF3, SF6 a halogenové plyny CI2, BCI3, HBr se běžně používají v procesu leptání, SiH4, NH3, N2O v proces depozice filmu, F2/Kr/Ne, Kr/Ne v procesu fotolitografie.

Z výše uvedených aspektů můžeme pochopit, že mnoho polovodičových plynů je pro lidské tělo škodlivé. Zejména některé plyny, jako je SiH4, jsou samozápalné. Dokud prosakují, budou prudce reagovat se vzdušným kyslíkem a začnou hořet; a AsH3 je vysoce toxický. Jakýkoli nepatrný únik může způsobit újmu na životech lidí, proto jsou požadavky na bezpečnost návrhu řídicího systému pro použití speciálních plynů obzvláště vysoké.

Polovodiče vyžadují vysoce čisté plyny, aby měly „tři stupně“

Čistota plynu

Obsah atmosféry nečistot v plynu se obvykle vyjadřuje jako procento čistoty plynu, například 99,9999 %. Obecně lze říci, že požadavek na čistotu elektronických speciálních plynů dosahuje 5N-6N a je také vyjádřen objemovým poměrem obsahu atmosféry nečistot ppm (part per million), ppb (part per miliard) a ppt (part per trilion). Elektronické polovodičové pole má nejvyšší požadavky na čistotu a stabilitu kvality speciálních plynů a čistota elektronických speciálních plynů je obecně větší než 6N.

Suchost

Obsah stopové vody v plynu nebo vlhkost se obvykle vyjadřuje v rosném bodu, jako je atmosférický rosný bod -70 ℃.

Čistota

Počet částic znečišťující látky v plynu, částic s velikostí částic µm, je vyjádřen v počtu částic/M3. U stlačeného vzduchu se obvykle vyjadřuje v mg/m3 nevyhnutelných pevných zbytků, včetně obsahu oleje.