Nispeten gelişmiş üretim süreçlerine sahip yarı iletken levha dökümhanelerinin üretim sürecinde 50'ye yakın farklı türde gaza ihtiyaç duyulmaktadır. Gazlar genel olarak kütle gazları veözel gazlar.

Mikroelektronik ve yarı iletken endüstrilerinde gazların uygulanması Yarı iletken işlemlerde gazların kullanımı her zaman önemli bir rol oynamıştır, özellikle yarı iletken işlemler çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. ULSI, TFT-LCD'den mevcut mikro-elektromekanik (MEMS) endüstrisine kadar, kuru dağlama, oksidasyon, iyon implantasyonu, ince film biriktirme vb. dahil olmak üzere, ürün imalat işlemleri olarak yarı iletken işlemler kullanılmaktadır.

Örneğin, birçok kişi talaşların kumdan yapıldığını biliyor ancak talaş üretim sürecinin tamamına bakıldığında fotorezist, parlatma sıvısı, hedef malzeme, özel gaz vb. gibi daha fazla malzemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Arka uç paketleme ayrıca çeşitli malzemelerden alt tabakalar, ara parçalar, kurşun çerçeveler, yapıştırma malzemeleri vb. gerektirir. Elektronik özel gazlar, yarı iletken üretim maliyetlerinde silikon plakalardan sonra ikinci en büyük malzemeyi oluşturur ve bunu maskeler ve fotorezistler takip eder.

Gazın saflığı, bileşen performansı ve ürün verimi üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir ve gaz tedarikinin güvenliği, personelin sağlığı ve fabrika operasyonunun güvenliği ile ilgilidir. Gazın saflığının proses hattı ve personel üzerinde neden bu kadar büyük bir etkisi var? Bu bir abartı değildir, ancak gazın kendisinin tehlikeli özelliklerine göre belirlenir.

Yarı iletken endüstrisinde yaygın gazların sınıflandırılması

Sıradan Gaz

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

Özel Gaz

Özel gaz, belirli alanlarda kullanılan ve saflık, çeşitlilik ve özellikler açısından özel gereksinimleri olan endüstriyel gazı ifade eder. Daha çokSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… ve benzeri.

Baharatlı Gaz Çeşitleri

Özel gaz türleri: aşındırıcı, toksik, yanıcı, yanmayı destekleyen, inert vb.
Yaygın olarak kullanılan yarı iletken gazlar aşağıdaki şekilde sınıflandırılır:
(i) Aşındırıcı/toksik:HC1、BF3、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、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,O…

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

Yukarıdaki hususlardan birçok yarı iletken gazın insan vücuduna zararlı olduğunu anlayabiliriz. Özellikle SiH4 gibi bazı gazlar kendiliğinden tutuşur. Sızdırdıkları sürece havadaki oksijenle şiddetli reaksiyona girecek ve yanmaya başlayacaklardır; ve AsH3 oldukça toksiktir. En ufak bir sızıntı insanların hayatına zarar verebileceğinden, özel gazların kullanımına yönelik kontrol sistemi tasarımının güvenliğine ilişkin gereksinimler özellikle yüksektir.

Yarı iletkenler yüksek saflıkta gazların “üç dereceye” sahip olmasını gerektirir

Gaz saflığı

Gazdaki kirlilik atmosferinin içeriği genellikle %99,9999 gibi gaz saflığının yüzdesi olarak ifade edilir. Genel olarak konuşursak, elektronik özel gazlar için saflık gereksinimi 5N-6N'ye ulaşır ve ayrıca atmosferin safsızlık içeriği ppm (milyonda parça), ppb (milyarda parça) ve ppt (trilyonda parça) hacim oranıyla ifade edilir. Elektronik yarı iletken alanı, özel gazların saflığı ve kalite stabilitesi açısından en yüksek gereksinimlere sahiptir ve elektronik özel gazların saflığı genellikle 6N'den yüksektir.

Kuruluk

Gazdaki eser miktardaki suyun içeriği veya ıslaklık genellikle atmosferik çiğlenme noktası -70°C gibi çiğlenme noktası cinsinden ifade edilir.

Temizlik

Gazdaki kirletici parçacıkların sayısı, parçacık boyutu µm olan parçacıklar, kaç parçacık/M3 cinsinden ifade edilir. Basınçlı hava için genellikle yağ içeriğini de içeren kaçınılmaz katı kalıntıların mg/m3 cinsinden ifade edilir.