No processo de fabricação de fundições de wafers semicondutores com processos de produção relativamente avançados, são necessários cerca de 50 tipos diferentes de gases. Os gases são geralmente divididos em gases a granel egases especiais.

Aplicação de gases nas indústrias de microeletrônica e semicondutores. O uso de gases sempre desempenhou um papel importante nos processos de semicondutores, especialmente os amplamente utilizados em diversas indústrias. De ULSI e TFT-LCD à atual indústria microeletromecânica (MEMS), os processos de semicondutores são utilizados como processos de fabricação de produtos, incluindo corrosão a seco, oxidação, implantação iônica, deposição de filmes finos, etc.

Por exemplo, muitas pessoas sabem que chips são feitos de areia, mas, considerando todo o processo de fabricação de chips, são necessários mais materiais, como fotorresiste, líquido de polimento, material alvo, gás especial, etc., indispensáveis. O encapsulamento backend também requer substratos, interpositores, estruturas de ligação, materiais de ligação, etc., de diversos materiais. Gases especiais para eletrônicos representam o segundo maior custo de fabricação de semicondutores, depois dos wafers de silício, seguidos por máscaras e fotorresistes.

A pureza do gás tem uma influência decisiva no desempenho dos componentes e no rendimento do produto, e a segurança do fornecimento de gás está relacionada à saúde do pessoal e à segurança da operação da fábrica. Por que a pureza do gás tem um impacto tão grande na linha de processo e no pessoal? Isso não é um exagero, mas é determinado pelas características perigosas do próprio gás.

Classificação dos gases comuns na indústria de semicondutores

Gás comum

Gás comum também é chamado de gás a granel: refere-se ao gás industrial com um requisito de pureza inferior a 5N e um grande volume de produção e vendas. Pode ser dividido em gás de separação de ar e gás sintético, de acordo com diferentes métodos de preparação. Hidrogênio (H2), nitrogênio (N2), oxigênio (O2), argônio (A2), etc.;

Gás Especial

Gás especial refere-se ao gás industrial utilizado em campos específicos e que possui requisitos especiais de pureza, variedade e propriedades. PrincipalmenteSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… e assim por diante.

Tipos de gases especiais

Tipos de gases especiais: corrosivos, tóxicos, inflamáveis, que auxiliam na combustão, inertes, etc.
Os gases semicondutores comumente usados ​​são classificados da seguinte forma:
(i) Corrosivo/tóxico:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Inflamável: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Combustível: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inerte: N2、CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,Ele…

No processo de fabricação de chips semicondutores, cerca de 50 tipos diferentes de gases especiais (chamados de gases especiais) são utilizados em processos de oxidação, difusão, deposição, corrosão, injeção, fotolitografia e outros, e o total de etapas do processo ultrapassa centenas. Por exemplo, PH3 e AsH3 são usados ​​como fontes de fósforo e arsênio no processo de implantação iônica; gases à base de fósforo, CF4, CHF3, SF6 e gases halogênios, CI2, BCI3 e HBr, são comumente usados ​​no processo de corrosão; SiH4, NH3 e N2O no processo de deposição de filme; F2/Kr/Ne, Kr/Ne no processo de fotolitografia.

A partir dos aspectos acima, podemos entender que muitos gases semicondutores são prejudiciais ao corpo humano. Em particular, alguns gases, como o SiH4, são autoinflamáveis. Ao vazarem, reagem violentamente com o oxigênio do ar e começam a queimar; e o AsH3 é altamente tóxico. Qualquer pequeno vazamento pode causar danos à vida humana, portanto, os requisitos de segurança para o projeto do sistema de controle para o uso de gases especiais são particularmente elevados.

Os semicondutores requerem gases de alta pureza para terem “três graus”

Pureza do gás

O teor de impurezas atmosféricas no gás é geralmente expresso como uma porcentagem da pureza do gás, como 99,9999%. Em termos gerais, o requisito de pureza para gases especiais para eletrônicos atinge 5N-6N, sendo também expresso pela razão volumétrica do teor de impurezas atmosféricas em ppm (parte por milhão), ppb (parte por bilhão) e ppt (parte por trilhão). O campo de semicondutores eletrônicos possui os mais altos requisitos para a pureza e estabilidade da qualidade de gases especiais, e a pureza dos gases especiais para eletrônicos é geralmente superior a 6N.

Secura

O conteúdo de traços de água no gás, ou umidade, geralmente é expresso em ponto de orvalho, como o ponto de orvalho atmosférico -70℃.

Limpeza

O número de partículas poluentes no gás, partículas com tamanho de partícula de µm, é expresso em quantas partículas/m³. Para ar comprimido, geralmente é expresso em mg/m³ de resíduos sólidos inevitáveis, o que inclui o teor de óleo.