Dalam proses pembuatan faundri wafer semikonduktor dengan proses pengeluaran yang agak maju, hampir 50 jenis gas berbeza diperlukan. Gas secara amnya dibahagikan kepada gas pukal dangas khas.

Penggunaan gas dalam industri mikroelektronik dan semikonduktor Penggunaan gas sentiasa memainkan peranan penting dalam proses semikonduktor, terutamanya proses semikonduktor yang digunakan secara meluas dalam pelbagai industri. Daripada ULSI, TFT-LCD hinggalah industri mikro-elektromekanikal (MEMS) semasa, proses semikonduktor digunakan sebagai proses pembuatan produk, termasuk pengukiran kering, pengoksidaan, implantasi ion, pemendapan filem nipis, dan sebagainya.

Contohnya, ramai orang tahu bahawa cip diperbuat daripada pasir, tetapi melihat keseluruhan proses pembuatan cip, lebih banyak bahan diperlukan, seperti fotoresis, cecair penggilap, bahan sasaran, gas khas, dan sebagainya adalah sangat diperlukan. Pembungkusan bahagian belakang juga memerlukan substrat, interposer, bingkai plumbum, bahan pengikat, dan sebagainya daripada pelbagai bahan. Gas khas elektronik merupakan bahan kedua terbesar dalam kos pembuatan semikonduktor selepas wafer silikon, diikuti oleh topeng dan fotoresis.

Ketulenan gas mempunyai pengaruh yang tegas terhadap prestasi komponen dan hasil produk, dan keselamatan bekalan gas berkaitan dengan kesihatan kakitangan dan keselamatan operasi kilang. Mengapakah ketulenan gas mempunyai kesan yang begitu besar terhadap barisan proses dan kakitangan? Ini bukanlah keterlaluan, tetapi ditentukan oleh ciri-ciri berbahaya gas itu sendiri.

Pengelasan gas biasa dalam industri semikonduktor

Gas Biasa

Gas biasa juga dipanggil gas pukal: ia merujuk kepada gas perindustrian dengan keperluan ketulenan yang lebih rendah daripada 5N dan jumlah pengeluaran dan jualan yang besar. Ia boleh dibahagikan kepada gas pengasingan udara dan gas sintetik mengikut kaedah penyediaan yang berbeza. Hidrogen (H2), nitrogen (N2), oksigen (O2), argon (A2), dan sebagainya;

Gas Khas

Gas khusus merujuk kepada gas perindustrian yang digunakan dalam bidang tertentu dan mempunyai keperluan khas untuk ketulenan, kepelbagaian dan sifat. TerutamanyaSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… dan sebagainya.

Jenis-jenis gas khas

Jenis-jenis gas khas: menghakis, toksik, mudah terbakar, menyokong pembakaran, lengai, dsb.
Gas semikonduktor yang biasa digunakan dikelaskan seperti berikut:
(i) Mengakis/toksik:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Mudah terbakar: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Mudah terbakar: O2,Cl2,N2O,NF3…
(iv) Lengai: N2、CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrDia…

Dalam proses pembuatan cip semikonduktor, kira-kira 50 jenis gas khas yang berbeza (dirujuk sebagai gas khas) digunakan dalam pengoksidaan, resapan, pemendapan, pengetsaan, suntikan, fotolitografi dan proses lain, dan jumlah langkah proses melebihi ratusan. Contohnya, PH3 dan AsH3 digunakan sebagai sumber fosforus dan arsenik dalam proses implantasi ion, gas berasaskan F CF4, CHF3, SF6 dan gas halogen CI2, BCI3, HBr biasanya digunakan dalam proses pengetsaan, SiH4, NH3, N2O dalam proses filem pemendapan, F2/Kr/Ne, Kr/Ne dalam proses fotolitografi.

Daripada aspek-aspek di atas, kita dapat memahami bahawa banyak gas semikonduktor berbahaya kepada tubuh manusia. Khususnya, beberapa gas, seperti SiH4, menyala sendiri. Selagi ia bocor, ia akan bertindak balas dengan ganas dengan oksigen di udara dan mula terbakar; dan AsH3 sangat toksik. Sebarang kebocoran kecil boleh menyebabkan kemudaratan kepada nyawa manusia, jadi keperluan untuk keselamatan reka bentuk sistem kawalan untuk penggunaan gas khas adalah sangat tinggi.

Semikonduktor memerlukan gas berketulenan tinggi untuk mempunyai "tiga darjah"

Ketulenan gas

Kandungan atmosfera bendasing dalam gas biasanya dinyatakan sebagai peratusan ketulenan gas, seperti 99.9999%. Secara amnya, keperluan ketulenan untuk gas khas elektronik mencapai 5N-6N, dan juga dinyatakan oleh nisbah isipadu kandungan atmosfera bendasing ppm (bahagian per juta), ppb (bahagian per bilion), dan ppt (bahagian per trilion). Medan semikonduktor elektronik mempunyai keperluan tertinggi untuk ketulenan dan kestabilan kualiti gas khas, dan ketulenan gas khas elektronik secara amnya lebih besar daripada 6N.

Kekeringan

Kandungan air surih dalam gas, atau kelembapan, biasanya dinyatakan dalam takat embun, seperti takat embun atmosfera -70℃.

Kebersihan

Bilangan zarah pencemar dalam gas, zarah dengan saiz zarah µm, dinyatakan dalam bilangan zarah/M3. Bagi udara termampat, ia biasanya dinyatakan dalam mg/m3 sisa pepejal yang tidak dapat dielakkan, yang merangkumi kandungan minyak.