Pusvadītāju plākšņu lietuvju ražošanas procesā ar relatīvi progresīviem ražošanas procesiem ir nepieciešami gandrīz 50 dažādu veidu gāzes. Gāzes parasti iedala beramkravu gāzēs unīpašas gāzes.

Gāzu pielietojums mikroelektronikas un pusvadītāju rūpniecībā Gāzu izmantošanai vienmēr ir bijusi svarīga loma pusvadītāju procesos, īpaši pusvadītāju procesi tiek plaši izmantoti dažādās nozarēs. Sākot ar ULSI, TFT-LCD un beidzot ar pašreizējo mikroelektromehānikas (MEMS) rūpniecību, pusvadītāju procesi tiek izmantoti kā produktu ražošanas procesi, tostarp sausā kodināšana, oksidēšana, jonu implantācija, plānplēves uzklāšana utt.

Piemēram, daudzi cilvēki zina, ka mikroshēmas ir izgatavotas no smiltīm, taču, aplūkojot visu mikroshēmu ražošanas procesu, ir nepieciešami vairāk materiālu, piemēram, fotorezists, pulēšanas šķidrums, mērķa materiāls, speciāla gāze utt. Ir neaizstājami. Aizmugurējam iepakojumam ir nepieciešami arī dažādu materiālu substrāti, starplikas, svina rāmji, saistvielas utt. Elektroniskās speciālās gāzes ir otrais lielākais materiāls pusvadītāju ražošanas izmaksās pēc silīcija plāksnēm, kam seko maskas un fotorezisti.

Gāzes tīrībai ir izšķiroša ietekme uz komponentu veiktspēju un produkta ražu, un gāzes piegādes drošība ir saistīta ar personāla veselību un rūpnīcas darbības drošību. Kāpēc gāzes tīrībai ir tik liela ietekme uz procesa līniju un personālu? Tas nav pārspīlējums, bet gan to nosaka pašas gāzes bīstamās īpašības.

Pusvadītāju rūpniecībā izplatīto gāzu klasifikācija

Parastā gāze

Parasto gāzi sauc arī par beramkravu gāzi: tā attiecas uz rūpniecisko gāzi, kuras tīrības prasības ir zemākas par 5N un kurai ir liels ražošanas un pārdošanas apjoms. To var iedalīt gaisa atdalīšanas gāzē un sintētiskajā gāzē atbilstoši dažādām sagatavošanas metodēm. Ūdeņradis (H2), slāpeklis (N2), skābeklis (O2), argons (A2) utt.;

Speciālā gāze

Speciālā gāze ir rūpnieciskā gāze, ko izmanto specifiskās jomās un kurai ir īpašas prasības attiecībā uz tīrību, dažādību un īpašībām. GalvenokārtSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCl, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... un tā tālāk.

Spirālo gāzu veidi

Speciālo gāzu veidi: kodīgas, toksiskas, viegli uzliesmojošas, degšanu veicinošas, inertas utt.
Parasti izmantotās pusvadītāju gāzes klasificē šādi:
(i) Kodīgs/toksisks:HCl, BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Ugunsnedrošs: H2,CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Degvielas: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inerts: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr, Viņš…

Pusvadītāju mikroshēmu ražošanas procesā oksidēšanas, difūzijas, nogulsnēšanas, kodināšanas, inžekcijas, fotolitogrāfijā un citos procesos tiek izmantoti aptuveni 50 dažādu veidu speciālās gāzes (turpmāk tekstā — speciālās gāzes), un kopējais procesa soļu skaits pārsniedz simtus. Piemēram, jonu implantācijas procesā kā fosfora un arsēna avotus izmanto PH3 un AsH3, kodināšanas procesā parasti izmanto F bāzes gāzes CF4, CHF3, SF6 un halogēna gāzes CI2, BCI3, HBr, nogulsnēšanas plēves procesā — SiH4, NH3, N2O, bet fotolitogrāfijas procesā — F2/Kr/Ne, Kr/Ne.

No iepriekš minētajiem aspektiem var secināt, ka daudzas pusvadītāju gāzes ir kaitīgas cilvēka organismam. Jo īpaši dažas no šīm gāzēm, piemēram, SiH4, ir pašliesojošas. Noplūstot, tās vardarbīgi reaģē ar gaisā esošo skābekli un sāk degt; un AsH3 ir ļoti toksisks. Jebkura neliela noplūde var kaitēt cilvēku dzīvībai, tāpēc drošības prasības vadības sistēmas projektēšanai, lietojot īpašas gāzes, ir īpaši augstas.

Pusvadītājiem ir nepieciešamas augstas tīrības pakāpes gāzes, lai iegūtu “trīs grādus”

Gāzes tīrība

Gāzes piemaisījumu atmosfēras saturu parasti izsaka procentos no gāzes tīrības, piemēram, 99,9999%. Vispārīgi runājot, elektronisko speciālo gāzu tīrības prasība sasniedz 5N-6N, un to izsaka arī ar piemaisījumu atmosfēras satura tilpuma attiecību ppm (miljonā daļa), ppb (miljardā daļa) un ppt (triljonā daļa). Elektronisko pusvadītāju jomā ir visaugstākās prasības attiecībā uz speciālo gāzu tīrību un kvalitātes stabilitāti, un elektronisko speciālo gāzu tīrība parasti ir lielāka par 6N.

Sausums

Gāzē esošā ūdens pēdu saturs jeb mitrums parasti tiek izteikts rasas punktā, piemēram, atmosfēras rasas punkts ir -70 ℃.

Tīrība

Piesārņotāju daļiņu skaits gāzē, daļiņas ar daļiņu izmēru µm, tiek izteikts daļiņu skaitā/M3. Saspiestam gaisam to parasti izsaka mg/m3 nenovēršamo cieto atlikumu, kas ietver eļļas saturu.