U proizvodnom procesu 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 poluvodičkoj industriji Upotreba plinova oduvijek je igrala važnu ulogu u poluvodičkim procesima, posebno se poluvodički procesi široko koriste u raznim industrijama. Od ULSI-ja, TFT-LCD-a do trenutne mikroelektromehaničke (MEMS) industrije, poluvodički procesi se koriste kao procesi proizvodnje proizvoda, uključujući suho jetkanje, oksidaciju, implantaciju iona, taloženje tankih filmova itd.

Na primjer, mnogi ljudi znaju da su čipovi napravljeni od pijeska, ali gledajući cijeli proces proizvodnje čipova, potrebni su dodatni materijali, poput fotorezista, tekućine za poliranje, ciljanog materijala, posebnog plina itd. koji su neizostavni. Za pozadinsko pakiranje također su potrebne podloge, međupovršine, okviri za izvode, materijali za vezivanje itd. od različitih materijala. Elektronički specijalni plinovi su drugi najveći materijal u troškovima proizvodnje poluvodiča nakon silicijskih pločica, a slijede maske i fotorezisti.

Čistoća plina ima odlučujući 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 velik utjecaj na procesnu liniju i osoblje? Ovo nije pretjerivanje, već je određeno opasnim karakteristikama samog plina.

Klasifikacija uobičajenih plinova u poluvodičkoj industriji

Obični plin

Obični plin se naziva i plinom u rasutom stanju: odnosi se na industrijski plin sa zahtjevom za čistoću nižim od 5N i velikim obujmom proizvodnje i prodaje. Može se podijeliti na plin za odvajanje zraka i sintetički 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 područjima i ima posebne zahtjeve za čistoću, raznolikost i svojstva. UglavnomSiH4PH3, B2H6, A8H3,HClCF4NH3POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... i tako dalje.

Vrste specijalnih plinova

Vrste posebnih plinova: korozivni, otrovni, zapaljivi, plinovi koji podržavaju gorenje, inertni itd.
Uobičajeno korišteni poluvodički plinovi klasificiraju se kako slijedi:
(i) Nagrizajuće/toksično:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3...
(ii) Zapaljivo: H2CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Zapaljivo: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertni: N2CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,On…

U procesu proizvodnje poluvodičkih čipova, oko 50 različitih vrsta specijalnih plinova (nazvanih specijalni plinovi) koristi se u oksidaciji, difuziji, taloženju, jetkanju, injektiranju, fotolitografiji i drugim procesima, a ukupni broj koraka procesa prelazi 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 procesu taloženja filma, a F2/Kr/Ne, Kr/Ne u procesu fotolitografije.

Iz gore navedenih aspekata možemo razumjeti da su mnogi poluvodički plinovi štetni za ljudski organizam. Konkretno, neki od plinova, poput SiH4, samozapaljivi su. Sve dok propuštaju, burno će reagirati s kisikom u zraku i početi gorjeti; a AsH3 je vrlo otrovan. Svako najmanje propuštanje može uzrokovati štetu ljudskim životima, stoga su zahtjevi za sigurnošću dizajna upravljačkog sustava za korištenje posebnih plinova posebno visoki.

Poluvodiči zahtijevaju plinove visoke čistoće da bi imali „tri stupnja“

Čistoća plina

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

Suhoća

Sadržaj tragova vode 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.