Pusvadītāju vafeļu lietuvēs ar salīdzinoši progresīviem ražošanas procesiem ražošanas procesā ir nepieciešamas gandrīz 50 dažādu veidu gāzes. Gāzes parasti iedala beztaras gāzēs unīpašas gāzes.

Gāzu pielietojums mikroelektronikā un pusvadītāju rūpniecībā Gāzu izmantošanai vienmēr ir bijusi nozīmīga loma pusvadītāju procesos, īpaši pusvadītāju procesi tiek plaši izmantoti dažādās nozarēs. No ULSI, TFT-LCD līdz pašreizējai mikroelektromehānikas (MEMS) nozarei pusvadītāju procesi tiek izmantoti kā produktu ražošanas procesi, tostarp sausā kodināšana, oksidēšana, jonu implantācija, plānslāņa nogulsnēšana utt.

Piemēram, daudzi zina, ka skaidas ir izgatavotas no smiltīm, taču, skatoties uz visu skaidu izgatavošanas procesu, ir nepieciešams vairāk materiālu, piemēram, fotorezists, pulēšanas šķidrums, mērķa materiāls, speciālā gāze utt. Aizmugurējam iepakojumam ir nepieciešami arī dažādu materiālu substrāti, starplikas, svina rāmji, līmēšanas materiāli utt. Elektroniskās speciālās gāzes ir otrs lielākais materiāls pusvadītāju ražošanas izmaksās aiz silīcija plāksnēm, kam seko maskas un fotorezisti.

Gāzes tīrībai ir izšķiroša ietekme uz komponentu veiktspēju un produkta iznākumu, 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 pārspīlēts, bet to nosaka pašas gāzes bīstamās īpašības.

Parasto gāzu klasifikācija pusvadītāju rūpniecībā

Parastā gāze

Parasto gāzi sauc arī par beztaras gāzi: tā attiecas uz rūpniecisko gāzi, kuras tīrības prasība ir zemāka par 5N un lielu ražošanas un pārdošanas apjomu. 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 attiecas uz rūpniecisko gāzi, ko izmanto īpašās 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.

Spiālo gāzu veidi

Speciālo gāzu veidi: kodīgas, toksiskas, uzliesmojošas, degšanu veicinošas, inertas utt.
Parasti izmantotās pusvadītāju gāzes klasificē šādi:
i) kodīgs/toksisks:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Uzliesmojošs: H2、CH4、SiH4、PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) degošs: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertais: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr、Viņš…

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

No iepriekšminētajiem aspektiem mēs varam saprast, ka daudzas pusvadītāju gāzes ir kaitīgas cilvēka ķermenim. Jo īpaši dažas gāzes, piemēram, SiH4, ir pašaizdegšanās. Kamēr tie noplūst, tie spēcīgi reaģēs ar skābekli gaisā un sāks degt; un AsH3 ir ļoti toksisks. Jebkura neliela noplūde var nodarīt kaitējumu cilvēku dzīvībai, tāpēc prasības attiecībā uz speciālo gāzu izmantošanas vadības sistēmas konstrukcijas drošību ir īpaši augstas.

Pusvadītājiem ir nepieciešamas augstas tīrības pakāpes gāzes, kurām ir “trīs grādi”

Gāzes tīrība

Piemaisījumu atmosfēras saturu gāzē 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 (daļa uz miljonu), ppb (daļa uz miljardu) un ppt (daļa uz triljonu). Elektroniskajam pusvadītāju laukam ir visaugstākās prasības īpašu gāzu tīrībai un kvalitātes stabilitātei, un elektronisko speciālo gāzu tīrība parasti ir lielāka par 6N.

Sausums

Ūdens daudzumu gāzē jeb mitrumu parasti izsaka rasas punktā, piemēram, atmosfēras rasas punktā -70 ℃.

Tīrība

Piesārņojošo daļiņu skaitu gāzē, daļiņas ar daļiņu izmēru µm, izsaka kā daļiņu/M3. Saspiestam gaisam to parasti izsaka mg/m3 nenovēršamo cieto atlikumu, kas ietver eļļas saturu.