En el proceso de fabricación de fundiciones de obleas de semiconductores con procesos de producción relativamente avanzados, se necesitan cerca de 50 tipos diferentes de gases. Los gases generalmente se dividen en gases a granel ygases especiales.

Aplicación de gases en las industrias de microelectrónica y semiconductores El uso de gases siempre ha jugado un papel importante en los procesos de semiconductores, especialmente los procesos de semiconductores se utilizan ampliamente en diversas industrias. Desde ULSI, TFT-LCD hasta la actual industria microelectromecánica (MEMS), los procesos de semiconductores se utilizan como procesos de fabricación de productos, incluido el grabado en seco, la oxidación, la implantación de iones, la deposición de películas finas, etc.

Por ejemplo, mucha gente sabe que los chips están hechos de arena, pero al observar todo el proceso de fabricación de los chips, se necesitan más materiales, como fotorresistentes, líquido de pulido, material objetivo, gas especial, etc., que son indispensables. El embalaje final también requiere sustratos, intercaladores, marcos de plomo, materiales de unión, etc. de diversos materiales. Los gases especiales para electrónica son el segundo material con mayor coste de fabricación de semiconductores, después de las obleas de silicio, seguidos de las máscaras y los fotoprotectores.

La pureza del gas tiene una influencia decisiva en el rendimiento de los componentes y el rendimiento del producto, y la seguridad del suministro de gas está relacionada con la salud del personal y la seguridad del funcionamiento de la fábrica. ¿Por qué la pureza del gas tiene un impacto tan grande en la línea de proceso y en el personal? Esto no es una exageración, sino que está determinado por las características peligrosas del propio gas.

Clasificación de gases comunes en la industria de semiconductores.

Gas ordinario

El gas ordinario también se denomina gas a granel: se refiere al gas industrial con un requisito de pureza inferior a 5N y un gran volumen de producción y venta. Se puede dividir en gas de separación de aire y gas sintético según diferentes métodos de preparación. Hidrógeno (H2), nitrógeno (N2), oxígeno (O2), argón (A2), etc.;

Gas especial

El gas especial se refiere al gas industrial que se utiliza en campos específicos y tiene requisitos especiales de pureza, variedad y propiedades. PrincipalmenteSiH4, PH3, B2H6, A8H3,clorhidrato, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… etcétera.

Tipos de gases especiales

Tipos de gases especiales: corrosivos, tóxicos, inflamables, favorecedores de la combustión, inertes, etc.
Los gases semiconductores de uso común se clasifican de la siguiente manera:
(i) Corrosivo/tóxico:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Inflamable: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Combustibles: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inerte: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、 CO2 、Ne、Kr,Él…

En el proceso de fabricación de chips semiconductores, se utilizan alrededor de 50 tipos diferentes de gases especiales (denominados gases especiales) en oxidación, difusión, deposición, grabado, inyección, fotolitografía y otros procesos, y el total de pasos del proceso supera los cientos. Por ejemplo, PH3 y AsH3 se utilizan como fuentes de fósforo y arsénico en el proceso de implantación de iones, los gases basados ​​en F CF4, CHF3, SF6 y los gases halógenos CI2, BCI3, HBr se utilizan comúnmente en el proceso de grabado, SiH4, NH3, N2O en el proceso de deposición de película, F2/Kr/Ne, Kr/Ne en el proceso de fotolitografía.

De los aspectos anteriores, podemos entender que muchos gases semiconductores son perjudiciales para el cuerpo humano. En particular, algunos de los gases, como el SiH4, son autoinflamables. Mientras tengan fugas, reaccionarán violentamente con el oxígeno del aire y empezarán a arder; y AsH3 es altamente tóxico. Cualquier pequeña fuga puede causar daños a la vida de las personas, por lo que los requisitos de seguridad del diseño del sistema de control para el uso de gases especiales son particularmente altos.

Los semiconductores requieren que los gases de alta pureza tengan “tres grados”

Pureza del gas

El contenido de impurezas atmosféricas en el gas generalmente se expresa como un porcentaje de pureza del gas, como 99,9999%. En términos generales, el requisito de pureza para los gases especiales electrónicos alcanza 5N-6N y también se expresa mediante la relación de volumen del contenido de impurezas de la atmósfera en ppm (partes por millón), ppb (partes por mil millones) y ppt (partes por billón). El campo de los semiconductores electrónicos tiene los requisitos más altos para la pureza y estabilidad de la calidad de los gases especiales, y la pureza de los gases especiales electrónicos es generalmente superior a 6N.

Sequedad

El contenido de trazas de agua en el gas, o humedad, generalmente se expresa en punto de rocío, como el punto de rocío atmosférico -70 ℃.

Limpieza

El número de partículas contaminantes en el gas, partículas con un tamaño de partícula de µm, se expresa en cuántas partículas/M3. En el caso del aire comprimido, suele expresarse en mg/m3 de residuos sólidos inevitables, que incluyen el contenido de aceite.