Dans le processus de fabrication des fonderies de plaquettes de semi-conducteurs, dont les procédés de production sont relativement avancés, près de 50 types de gaz différents sont nécessaires. Les gaz sont généralement classés en gaz volumique et gaz de refroidissement.gaz spéciaux.

Application des gaz dans les industries de la microélectronique et des semi-conducteurs L'utilisation des gaz a toujours joué un rôle important dans les procédés de fabrication des semi-conducteurs, en particulier ceux-ci sont largement utilisés dans diverses industries. De l'ULSI, du TFT-LCD à l'industrie actuelle des micro-électromécaniques (MEMS), les procédés de fabrication des semi-conducteurs sont utilisés comme procédés de fabrication de produits, notamment la gravure sèche, l'oxydation, l'implantation ionique, le dépôt de couches minces, etc.

Par exemple, beaucoup savent que les puces sont fabriquées à partir de sable, mais si l'on considère l'ensemble du processus de fabrication, d'autres matériaux sont nécessaires, tels que la résine photosensible, le liquide de polissage, le matériau cible, les gaz spéciaux, etc. Le conditionnement final nécessite également des substrats, des interposeurs, des grilles de connexion, des matériaux de liaison, etc., de divers matériaux. Les gaz spéciaux électroniques représentent le deuxième coût de fabrication des semi-conducteurs le plus élevé après les plaquettes de silicium, suivis par les masques et les résines photosensibles.

La pureté du gaz a une influence décisive sur les performances des composants et le rendement du produit, et la sécurité de l'approvisionnement en gaz est liée à la santé du personnel et à la sécurité de l'exploitation de l'usine. Pourquoi la pureté du gaz a-t-elle un impact aussi important sur la chaîne de production et le personnel ? Ce n'est pas une exagération, mais cela dépend des caractéristiques dangereuses du gaz lui-même.

Classification des gaz courants dans l'industrie des semi-conducteurs

Gaz ordinaire

Le gaz ordinaire, également appelé gaz en vrac, désigne un gaz industriel dont la pureté est inférieure à 5 N et dont le volume de production et de vente est important. Il se divise en gaz de séparation d'air et en gaz de synthèse selon différentes méthodes de préparation. Hydrogène (H2), azote (N2), oxygène (O2), argon (A2), etc.

Gaz spéciaux

Les gaz spéciaux sont des gaz industriels utilisés dans des domaines spécifiques et qui présentent des exigences particulières en matière de pureté, de variété et de propriétés.SiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… et ainsi de suite.

Types de gaz spéciaux

Types de gaz spéciaux : corrosifs, toxiques, inflammables, comburants, inertes, etc.
Les gaz semi-conducteurs couramment utilisés sont classés comme suit :
(i) Corrosif/toxique :HCl,BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Inflammable : H2,CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Combustible : O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inerte : N2,CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Il…

Dans le processus de fabrication de puces semi-conductrices, une cinquantaine de gaz spéciaux différents (appelés gaz spéciaux) sont utilisés pour l'oxydation, la diffusion, le dépôt, la gravure, l'injection, la photolithographie et d'autres procédés, et le nombre total d'étapes dépasse les centaines. Par exemple, PH3 et AsH3 sont utilisés comme sources de phosphore et d'arsenic dans le processus d'implantation ionique ; les gaz fluorés CF4, CHF3 et SF6 et les gaz halogènes CI2, BCI3 et HBr sont couramment utilisés dans le processus de gravure ; SiH4, NH3 et N2O dans le processus de dépôt de films ; et F2/Kr/Ne et Kr/Ne dans le processus de photolithographie.

Les aspects ci-dessus montrent que de nombreux gaz semi-conducteurs sont nocifs pour l'organisme humain. Certains gaz, comme le SiH4, sont auto-inflammables. En cas de fuite, ils réagissent violemment avec l'oxygène de l'air et commencent à brûler. L'AsH3 est quant à lui hautement toxique. La moindre fuite peut mettre en danger la vie humaine ; les exigences de sécurité des systèmes de contrôle pour l'utilisation de gaz spéciaux sont donc particulièrement élevées.

Les semi-conducteurs nécessitent des gaz de haute pureté possédant « trois degrés »

Pureté du gaz

La teneur en impuretés atmosphériques d'un gaz est généralement exprimée en pourcentage de pureté, par exemple 99,9999 %. En règle générale, l'exigence de pureté pour les gaz spéciaux électroniques est de 5N-6N, et s'exprime également par le rapport volumique de la teneur en impuretés atmosphériques en ppm (partie par million), ppb (partie par milliard) et ppt (partie par billion). Le secteur des semi-conducteurs électroniques impose des exigences très strictes en matière de pureté et de stabilité de la qualité des gaz spéciaux, dont la pureté est généralement supérieure à 6N.

Sécheresse

La teneur en eau trace dans le gaz, ou humidité, est généralement exprimée en point de rosée, tel que le point de rosée atmosphérique -70℃.

Propreté

Le nombre de particules polluantes présentes dans le gaz, de granulométrie µm, est exprimé en particules/m³. Pour l'air comprimé, il est généralement exprimé en mg/m³ de résidus solides inévitables, y compris la teneur en huile.