Dans le processus de fabrication des fonderies de plaquettes semi-conductrices dotées de processus de production relativement avancés, près de 50 types de gaz différents sont nécessaires. Les gaz sont généralement divisés en gaz en vrac etgaz spéciaux.

Application des gaz dans les industries de la microélectronique et des semi-conducteurs L'utilisation de gaz a toujours joué un rôle important dans les processus de semi-conducteurs, en particulier les processus de semi-conducteurs sont largement utilisés dans diverses industries. De l'ULSI au TFT-LCD jusqu'à l'industrie microélectromécanique (MEMS) actuelle, les procédés 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 de gens savent que les copeaux sont faits de sable, mais si l'on considère l'ensemble du processus de fabrication des copeaux, davantage de matériaux sont nécessaires, tels que de la résine photosensible, du liquide de polissage, du matériau cible, du gaz spécial, etc. L'emballage back-end nécessite également des substrats, des interposeurs, des grilles de connexion, des matériaux de liaison, etc. de divers matériaux. Les gaz spéciaux électroniques constituent le deuxième matériau le plus important dans les coûts de fabrication des semi-conducteurs après les plaquettes de silicium, suivis par les masques et les photorésists.

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 du fonctionnement de l'usine. Pourquoi la pureté du gaz a-t-elle un si grand impact sur la chaîne de production et le personnel ? Ce n’est pas une exagération, mais cela est déterminé par les caractéristiques dangereuses du gaz lui-même.

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

Gaz ordinaire

Le gaz ordinaire est également appelé gaz en vrac : il désigne le gaz industriel ayant une exigence de pureté inférieure à 5N et un volume de production et de vente important. Il peut être divisé en gaz de séparation d’air et gaz synthétique selon différentes méthodes de préparation. Hydrogène (H2), azote (N2), oxygène (O2), argon (A2), etc. ;

Gaz spécialisés

Le gaz spécial fait référence au gaz industriel utilisé dans des domaines spécifiques et qui présente des exigences particulières en matière de pureté, de variété et de propriétés. PrincipalementSiH4, 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) Combustibles : O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inerte : N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,Il…

Dans le processus de fabrication des puces semi-conductrices, environ 50 types différents de gaz spéciaux (appelés gaz spéciaux) sont utilisés dans les processus d'oxydation, de diffusion, de dépôt, de gravure, d'injection, de photolithographie et autres, et le nombre total d'étapes du processus dépasse des centaines. Par exemple, PH3 et AsH3 sont utilisés comme sources de phosphore et d'arsenic dans le processus d'implantation ionique, les gaz à base de F CF4, CHF3, SF6 et les gaz halogènes CI2, BCI3, HBr sont couramment utilisés dans le processus de gravure, SiH4, NH3, N2O dans le processus de dépôt de film, F2/Kr/Ne, Kr/Ne dans le processus de photolithographie.

D’après les aspects ci-dessus, nous pouvons comprendre que de nombreux gaz semi-conducteurs sont nocifs pour le corps humain. En particulier, certains gaz, comme le SiH4, sont auto-inflammables. Tant qu'ils fuient, ils réagiront violemment avec l'oxygène de l'air et commenceront à brûler ; et AsH3 est hautement toxique. Toute légère fuite peut nuire à la vie des personnes, c'est pourquoi les exigences en matière de sécurité de la conception du système de contrôle pour l'utilisation de gaz spéciaux sont particulièrement élevées.

Les semi-conducteurs nécessitent que les gaz de haute pureté aient « trois degrés »

Pureté du gaz

La teneur en impuretés de l'atmosphère dans le gaz est généralement exprimée en pourcentage de pureté du gaz, par exemple 99,9999 %. D'une manière générale, l'exigence de pureté pour les gaz spéciaux électroniques atteint 5N-6N et est également exprimée par le rapport volumique de la teneur en impuretés de l'atmosphère ppm (partie par million), ppb (partie par milliard) et ppt (partie par billion). Le domaine des semi-conducteurs électroniques a les exigences les plus élevées en matière de pureté et de stabilité de la qualité des gaz spéciaux, et la pureté des gaz spéciaux électroniques est généralement supérieure à 6N.

Sécheresse

La teneur en traces d'eau 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 dans le gaz, particules d'une taille de µm, est exprimé en nombre de particules/M3. Pour l’air comprimé, elle est généralement exprimée en mg/m3 de résidus solides inévitables, qui incluent la teneur en huile.