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 processos de semicondutores são amplamente utilizados em diversas indústrias. Desde ULSI, TFT-LCD até a atual indústria microeletromecânica (MEMS), processos semicondutores são usados ​​como processos de fabricação de produtos, incluindo gravação a seco, oxidação, implantação iônica, deposição de filmes finos, etc.

Por exemplo, muitas pessoas sabem que os cavacos são feitos de areia, mas olhando para todo o processo de fabricação dos cavacos, são necessários mais materiais, como fotorresiste, líquido de polimento, material alvo, gás especial, etc. A embalagem final também requer substratos, interpositores, molduras de chumbo, materiais de ligação, etc. de vários materiais. Gases especiais eletrônicos são o segundo maior material em custos de fabricação de semicondutores, depois dos wafers de silício, seguidos por máscaras e fotorresistentes.

A pureza do gás tem 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? Isto não é um exagero, mas é determinado pelas características perigosas do próprio gás.

Classificação de gases comuns na indústria de semicondutores

Gás Comum

O gás comum também é chamado de gás a granel: refere-se ao gás industrial com exigência de pureza inferior a 5N e 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 Especializado

Gás especial refere-se ao gás industrial usado em campos específicos e 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, de combustão, inertes, etc.
Os gases semicondutores comumente usados ​​são classificados da seguinte forma:
(i) Corrosivo/tóxico:HCl、BF3、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、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Ele…

No processo de fabricação de chips semicondutores, cerca de 50 tipos diferentes de gases especiais (referidos como gases especiais) são usados ​​em oxidação, difusão, deposição, gravação, injeção, fotolitografia e outros processos, e o total de etapas do processo excede centenas. Por exemplo, PH3 e AsH3 são usados ​​como fontes de fósforo e arsênico no processo de implantação de íons, gases à base de F CF4, CHF3, SF6 e gases halogênio CI2, BCI3, HBr são comumente usados ​​no processo de gravação, SiH4, NH3, N2O em o processo de deposição de filme, F2/Kr/Ne, Kr/Ne no processo de fotolitografia.

Pelos aspectos acima, podemos entender que muitos gases semicondutores são prejudiciais ao corpo humano. Em particular, alguns dos gases, como o SiH4, são auto-inflamáveis. Enquanto vazarem, eles reagirão violentamente com o oxigênio do ar e começarão a queimar; e o AsH3 é altamente tóxico. Qualquer pequeno vazamento pode causar danos à vida das pessoas, por isso os requisitos de segurança do projeto do sistema de controle para o uso de gases especiais são particularmente elevados.

Os semicondutores exigem que gases de alta pureza tenham “três graus”

Pureza do gás

O teor de impurezas atmosféricas no gás é geralmente expresso como uma porcentagem da pureza do gás, tal como 99,9999%. De modo geral, o requisito de pureza para gases especiais eletrônicos atinge 5N-6N e também é expresso pela proporção de volume do conteúdo de impurezas na atmosfera ppm (parte por milhão), ppb (parte por bilhão) e ppt (parte por trilhão). O campo de semicondutores eletrônicos possui os mais altos requisitos de pureza e estabilidade de qualidade de gases especiais, e a pureza dos gases especiais eletrônicos é geralmente superior a 6N.

Secura

O conteúdo de vestígios de água no gás, ou umidade, é geralmente expresso em ponto de orvalho, como ponto de orvalho atmosférico -70°C.

Limpeza

O número de partículas poluentes no gás, partículas com tamanho de partícula de µm, é expresso em quantas partículas/M3. Para ar comprimido, é normalmente expresso em mg/m3 de resíduos sólidos inevitáveis, o que inclui o teor de óleo.