Nispeten gelişmiş üretim süreçlerine sahip yarı iletken gofret dökümhanelerinin üretim sürecinde yaklaşık 50 farklı gaz türüne ihtiyaç duyulmaktadır. Gazlar genel olarak toplu gazlar ve sıvı gazlar olmak üzere ikiye ayrılır.özel gazlar.

Mikroelektronik ve yarı iletken endüstrilerinde gazların kullanımı: Gazların kullanımı, özellikle yarı iletken süreçlerinde her zaman önemli bir rol oynamıştır; yarı iletken süreçleri çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. ULSI, TFT-LCD'den günümüzün mikroelektromekanik (MEMS) endüstrisine kadar, kuru aşındırma, oksidasyon, iyon implantasyonu, ince film biriktirme vb. dahil olmak üzere yarı iletken süreçleri ürün üretim süreçleri olarak kullanılmaktadır.

Örneğin, birçok insan çiplerin kumdan yapıldığını bilir, ancak çip üretiminin tüm sürecine bakıldığında, fotorezist, parlatma sıvısı, hedef malzeme, özel gaz vb. gibi daha birçok malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Arka uç paketleme de çeşitli malzemelerden yapılmış alt tabakalar, ara katmanlar, kurşun çerçeveler, yapıştırma malzemeleri vb. gerektirir. Elektronik özel gazlar, silikon levhalardan sonra yarı iletken üretim maliyetlerinde ikinci en büyük malzemedir; bunu maskeler ve fotorezistler takip eder.

Gazın saflığı, bileşen performansını ve ürün verimini belirleyici bir şekilde etkiler ve gaz tedarikinin güvenliği, personelin sağlığı ve fabrika operasyonunun güvenliğiyle ilgilidir. Gaz saflığının proses hattı ve personel üzerinde neden bu kadar büyük bir etkisi vardır? Bu bir abartı değil, gazın kendi tehlikeli özelliklerinden kaynaklanmaktadır.

Yarı iletken endüstrisinde yaygın olarak kullanılan gazların sınıflandırılması

Sıradan Gaz

Sıradan gaz, aynı zamanda toplu gaz olarak da adlandırılır: 5N'den düşük saflık gereksinimine sahip ve büyük üretim ve satış hacmine sahip endüstriyel gazı ifade eder. Farklı hazırlama yöntemlerine göre hava ayrıştırma gazı ve sentetik gaz olarak ikiye ayrılabilir. Hidrojen (H2), azot (N2), oksijen (O2), argon (A2), vb.;

Özel Gaz

Özel gaz, belirli alanlarda kullanılan ve saflık, çeşitlilik ve özellikler açısından özel gereksinimlere sahip endüstriyel gazı ifade eder. BaşlıcaSiH4PH3, B2H6, A8H3,HClCF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… ve benzeri.

Baharat gazlarının türleri

Özel gaz türleri: aşındırıcı, zehirli, yanıcı, yanmayı destekleyici, inert, vb.
Yaygın olarak kullanılan yarı iletken gazlar aşağıdaki gibi sınıflandırılır:
(i) Aşındırıcı/zehirli:HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Yanıcı: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Yanıcı: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) İnert: N2、CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr,O…

Yarı iletken çip üretim sürecinde, oksidasyon, difüzyon, biriktirme, aşındırma, enjeksiyon, fotolitografi ve diğer işlemlerde yaklaşık 50 farklı özel gaz (özel gazlar olarak anılır) kullanılır ve toplam işlem adımı yüzlerceyi aşar. Örneğin, iyon implantasyon işleminde fosfor ve arsenik kaynağı olarak PH3 ve AsH3 kullanılır; aşındırma işleminde yaygın olarak F bazlı gazlar CF4, CHF3, SF6 ve halojen gazlar CI2, BCI3, HBr kullanılır; biriktirme film işleminde SiH4, NH3, N2O kullanılır; fotolitografi işleminde ise F2/Kr/Ne, Kr/Ne kullanılır.

Yukarıdaki hususlardan da anlaşılabileceği gibi, birçok yarı iletken gaz insan vücuduna zararlıdır. Özellikle SiH4 gibi bazı gazlar kendiliğinden tutuşma özelliğine sahiptir. Sızmaları halinde havadaki oksijenle şiddetli bir reaksiyona girerek yanmaya başlarlar; AsH3 ise oldukça zehirlidir. En ufak bir sızıntı bile insanların hayatına zarar verebilir, bu nedenle özel gazların kullanımına yönelik kontrol sistemi tasarımının güvenliğine ilişkin gereksinimler özellikle yüksektir.

Yarı iletkenler, "üç derece" saflıkta yüksek saflıkta gazlara ihtiyaç duyar.

Gaz saflığı

Gazdaki safsızlık atmosferinin içeriği genellikle %99,9999 gibi gaz saflığının yüzdesi olarak ifade edilir. Genel olarak, elektronik özel gazlar için saflık gereksinimi 5N-6N'ye ulaşır ve ayrıca safsızlık atmosferi içeriğinin hacim oranı olarak ppm (milyonda bir kısım), ppb (milyarda bir kısım) ve ppt (trilyonda bir kısım) cinsinden ifade edilir. Elektronik yarı iletken alanı, özel gazların saflığı ve kalite kararlılığı için en yüksek gereksinimlere sahiptir ve elektronik özel gazların saflığı genellikle 6N'den daha yüksektir.

Kuruluk

Gazdaki eser miktardaki su içeriği veya nemlilik, genellikle atmosferik çiğ noktası -70℃ gibi çiğ noktası cinsinden ifade edilir.

Temizlik

Gazdaki kirletici parçacıkların sayısı, mikrometre (µm) boyutundaki parçacıklar cinsinden, kaç parçacık/m³ olarak ifade edilir. Sıkıştırılmış hava için ise genellikle kaçınılmaz katı kalıntıların (yağ içeriği dahil) mg/m³ cinsinden ifade edilir.