Στη διαδικασία κατασκευής χυτηρίων γκοφρετών ημιαγωγών με σχετικά προηγμένες διαδικασίες παραγωγής, χρειάζονται σχεδόν 50 διαφορετικοί τύποι αερίων. Τα αέρια γενικά χωρίζονται σε αέρια χύδην καιειδικά αέρια.

Εφαρμογή αερίων στη μικροηλεκτρονική και τη βιομηχανία ημιαγωγών Η χρήση αερίων έπαιζε πάντα σημαντικό ρόλο στις διεργασίες ημιαγωγών, ειδικά οι διεργασίες ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες. Από το ULSI, το TFT-LCD έως την τρέχουσα βιομηχανία μικροηλεκτρομηχανικών (MEMS), οι διεργασίες ημιαγωγών χρησιμοποιούνται ως διαδικασίες παραγωγής προϊόντων, συμπεριλαμβανομένης της ξηρής χάραξης, της οξείδωσης, της εμφύτευσης ιόντων, της εναπόθεσης λεπτής μεμβράνης κ.λπ.

Για παράδειγμα, πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν ότι τα τσιπ είναι κατασκευασμένα από άμμο, αλλά κοιτάζοντας ολόκληρη τη διαδικασία κατασκευής τσιπ, χρειάζονται περισσότερα υλικά, όπως φωτοανθεκτικό, γυαλιστικό υγρό, υλικό στόχο, ειδικό αέριο κ.λπ. είναι απαραίτητα. Η οπίσθια συσκευασία απαιτεί επίσης υποστρώματα, παρεμβολείς, μολύβδινα πλαίσια, υλικά συγκόλλησης κ.λπ. από διάφορα υλικά. Τα ηλεκτρονικά ειδικά αέρια είναι το δεύτερο μεγαλύτερο υλικό στο κόστος κατασκευής ημιαγωγών μετά τις γκοφρέτες πυριτίου, ακολουθούμενες από μάσκες και φωτοανθεκτικά.

Η καθαρότητα του αερίου έχει καθοριστική επίδραση στην απόδοση των εξαρτημάτων και την απόδοση του προϊόντος, και η ασφάλεια της παροχής αερίου σχετίζεται με την υγεία του προσωπικού και την ασφάλεια της λειτουργίας του εργοστασίου. Γιατί η καθαρότητα του αερίου έχει τόσο μεγάλο αντίκτυπο στη γραμμή διεργασίας και στο προσωπικό; Αυτό δεν είναι υπερβολή, αλλά καθορίζεται από τα επικίνδυνα χαρακτηριστικά του ίδιου του αερίου.

Ταξινόμηση κοινών αερίων στη βιομηχανία ημιαγωγών

Κανονικό Αέριο

Το συνηθισμένο αέριο ονομάζεται επίσης αέριο χύδην: αναφέρεται σε βιομηχανικό αέριο με απαίτηση καθαρότητας μικρότερη από 5Ν και μεγάλο όγκο παραγωγής και πωλήσεων. Μπορεί να χωριστεί σε αέριο διαχωρισμού αέρα και συνθετικό αέριο σύμφωνα με διαφορετικές μεθόδους προετοιμασίας. Υδρογόνο (Η2), άζωτο (Ν2), οξυγόνο (Ο2), αργό (Α2), κ.λπ.

Ειδικό Αέριο

Το ειδικό αέριο αναφέρεται στο βιομηχανικό αέριο που χρησιμοποιείται σε συγκεκριμένα πεδία και έχει ειδικές απαιτήσεις για καθαρότητα, ποικιλία και ιδιότητες. ΚυρίωςSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… και ούτω καθεξής.

Τύποι πικάντικων αερίων

Τύποι ειδικών αερίων: διαβρωτικά, τοξικά, εύφλεκτα, υποστηρικτικά της καύσης, αδρανή κ.λπ.
Τα κοινώς χρησιμοποιούμενα αέρια ημιαγωγών ταξινομούνται ως εξής:
(i) Διαβρωτικό/τοξικό:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Εύφλεκτο: H2,CH4,SiH4、PH3、AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…
(iii) Εύφλεκτο: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Αδρανές: N2,CF4、C2F6、C4F8,SF6CO2Ne,Kr,Αυτός…

Στη διαδικασία κατασκευής τσιπ ημιαγωγών, περίπου 50 διαφορετικοί τύποι ειδικών αερίων (που αναφέρονται ως ειδικά αέρια) χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες οξείδωσης, διάχυσης, εναπόθεσης, χάραξης, έγχυσης, φωτολιθογραφίας και άλλων διεργασιών και τα συνολικά στάδια της διαδικασίας υπερβαίνουν τις εκατοντάδες. Για παράδειγμα, το PH3 και το AsH3 χρησιμοποιούνται ως πηγές φωσφόρου και αρσενικού στη διαδικασία εμφύτευσης ιόντων, αέρια με βάση F-CF4, CHF3, SF6 και αέρια αλογόνου CI2, BCI3, HBr χρησιμοποιούνται συνήθως στη διαδικασία χάραξης, SiH4, NH3, N2O σε η διαδικασία του φιλμ εναπόθεσης, F2/Kr/Ne, Kr/Ne στη διαδικασία φωτολιθογραφίας.

Από τις παραπάνω πτυχές, μπορούμε να καταλάβουμε ότι πολλά αέρια ημιαγωγών είναι επιβλαβή για το ανθρώπινο σώμα. Συγκεκριμένα, ορισμένα από τα αέρια, όπως το SiH4, αυτοαναφλέγονται. Όσο διαρρέουν, θα αντιδρούν βίαια με το οξυγόνο στον αέρα και θα αρχίσουν να καίγονται. και το AsH3 είναι πολύ τοξικό. Οποιαδήποτε ελαφρά διαρροή μπορεί να προκαλέσει βλάβη στη ζωή των ανθρώπων, επομένως οι απαιτήσεις για την ασφάλεια του σχεδιασμού του συστήματος ελέγχου για τη χρήση ειδικών αερίων είναι ιδιαίτερα υψηλές.

Οι ημιαγωγοί απαιτούν αέρια υψηλής καθαρότητας να έχουν «τρεις βαθμούς»

Καθαρότητα αερίου

Η περιεκτικότητα της ατμόσφαιρας ακαθαρσίας στο αέριο εκφράζεται συνήθως ως ποσοστό της καθαρότητας του αερίου, όπως 99,9999%. Σε γενικές γραμμές, η απαίτηση καθαρότητας για ηλεκτρονικά ειδικά αέρια φτάνει το 5N-6N και εκφράζεται επίσης από την αναλογία όγκου της περιεκτικότητας της ατμόσφαιρας σε ακαθαρσίες ppm (μέρος ανά εκατομμύριο), ppb (μέρος ανά δισεκατομμύριο) και ppt (μέρος ανά τρισεκατομμύριο). Το ηλεκτρονικό πεδίο ημιαγωγών έχει τις υψηλότερες απαιτήσεις για την καθαρότητα και την ποιοτική σταθερότητα των ειδικών αερίων και η καθαρότητα των ηλεκτρονικών ειδικών αερίων είναι γενικά μεγαλύτερη από 6Ν.

Ξηρότητα

Η περιεκτικότητα σε ίχνη νερού στο αέριο, ή υγρασία, συνήθως εκφράζεται σε σημείο δρόσου, όπως το σημείο δρόσου της ατμόσφαιρας -70℃.

Καθαριότητα

Ο αριθμός των σωματιδίων ρύπων στο αέριο, σωματίδια με μέγεθος σωματιδίων μm, εκφράζεται σε πόσα σωματίδια/M3. Για τον πεπιεσμένο αέρα, συνήθως εκφράζεται σε mg/m3 αναπόφευκτων στερεών υπολειμμάτων, που περιλαμβάνει την περιεκτικότητα σε λάδι.