U procesu proizvodnje ljevaonica poluvodičkih pločica s relativno naprednim proizvodnim procesima potrebno je gotovo 50 različitih vrsta plinova. Plinovi se općenito dijele na plinove u rasutom stanju ispecijalni plinovi.

Primjena plinova u mikroelektronici i industriji poluvodiča Upotreba plinova oduvijek je imala važnu ulogu u poluvodičkim procesima, a posebno se poluvodički procesi naširoko koriste u raznim industrijama. Od ULSI, TFT-LCD do trenutne mikro-elektromehaničke (MEMS) industrije, poluvodički procesi koriste se kao procesi proizvodnje proizvoda, uključujući suho jetkanje, oksidaciju, ionsku implantaciju, taloženje tankog filma itd.

Na primjer, mnogi znaju da su čipovi napravljeni od pijeska, ali gledajući cijeli proces proizvodnje čipova, potrebno je više materijala, kao što su fotorezist, tekućina za poliranje, ciljni materijal, specijalni plin itd. su neophodni. Pozadinsko pakiranje također zahtijeva supstrate, interposere, olovne okvire, materijale za lijepljenje itd. od raznih materijala. Elektronički specijalni plinovi drugi su najveći materijal u troškovima proizvodnje poluvodiča nakon silicijskih pločica, a slijede ih maske i fotorezisti.

Čistoća plina ima presudan utjecaj na performanse komponenti i prinos proizvoda, a sigurnost opskrbe plinom povezana je sa zdravljem osoblja i sigurnošću rada tvornice. Zašto čistoća plina ima tako veliki utjecaj na procesnu liniju i osoblje? To nije pretjerivanje, već je određeno opasnim karakteristikama samog plina.

Klasifikacija uobičajenih plinova u industriji poluvodiča

Obični plin

Obični plin također se naziva plin u rasutom stanju: odnosi se na industrijski plin sa zahtjevom čistoće nižim od 5N i velikim obujmom proizvodnje i prodaje. Može se podijeliti na plin za odvajanje zraka i sintetski plin prema različitim metodama pripreme. Vodik (H2), dušik (N2), kisik (O2), argon (A2) itd.;

Specijalni plin

Specijalni plin odnosi se na industrijski plin koji se koristi u određenim poljima i ima posebne zahtjeve za čistoću, raznolikost i svojstva. UglavnomSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… i tako dalje.

Vrste specijalnih plinova

Vrste specijalnih plinova: korozivni, otrovni, zapaljivi, koji podržavaju gorenje, inertni itd.
Uobičajeno korišteni poluvodički plinovi klasificirani su kako slijedi:
(i) Korozivno/otrovno:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Zapaljivo: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Zapaljivo: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inertan: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,On…

U procesu proizvodnje poluvodičkih čipova koristi se oko 50 različitih vrsta specijalnih plinova (koji se nazivaju specijalni plinovi) u oksidaciji, difuziji, taloženju, jetkanju, injekciji, fotolitografiji i drugim procesima, a ukupni procesni koraci prelaze stotine. Na primjer, PH3 i AsH3 koriste se kao izvori fosfora i arsena u procesu ionske implantacije, plinovi na bazi F CF4, CHF3, SF6 i halogeni plinovi CI2, BCI3, HBr obično se koriste u procesu jetkanja, SiH4, NH3, N2O u proces taloženja filma, F2/Kr/Ne, Kr/Ne u procesu fotolitografije.

Iz gore navedenih aspekata možemo shvatiti da su mnogi poluvodički plinovi štetni za ljudsko tijelo. Konkretno, neki od plinova, kao što je SiH4, su samozapaljivi. Sve dok cure, burno će reagirati s kisikom u zraku i početi gorjeti; a AsH3 je vrlo toksičan. Svako neznatno curenje može naškoditi ljudskim životima, stoga su zahtjevi za sigurnost dizajna upravljačkog sustava za korištenje posebnih plinova posebno visoki.

Poluvodiči zahtijevaju da plinovi visoke čistoće imaju "tri stupnja"

Čistoća plina

Sadržaj atmosfere nečistoće u plinu obično se izražava kao postotak čistoće plina, kao što je 99,9999%. Općenito govoreći, zahtjev za čistoću za elektroničke specijalne plinove doseže 5N-6N, a također se izražava volumnim omjerom sadržaja nečistoće u atmosferi ppm (dio na milijun), ppb (dio na milijardu) i ppt (dio na trilijun). Područje elektroničkih poluvodiča ima najviše zahtjeve za čistoću i stabilnost kvalitete posebnih plinova, a čistoća elektroničkih posebnih plinova općenito je veća od 6N.

Suhoća

Sadržaj vode u tragovima u plinu, ili vlažnost, obično se izražava u točki rosišta, kao što je atmosferska točka rosišta -70 ℃.

Čistoća

Broj čestica onečišćujućih tvari u plinu, čestica veličine µm, izražava se u broju čestica/M3. Za komprimirani zrak obično se izražava u mg/m3 neizbježnih krutih ostataka, što uključuje i sadržaj ulja.