في عملية تصنيع مسابك رقائق أشباه الموصلات ذات عمليات الإنتاج المتقدمة نسبيًا، هناك حاجة إلى ما يقرب من 50 نوعًا مختلفًا من الغازات. تنقسم الغازات عمومًا إلى غازات سائبة وغازات خاصة.

تطبيق الغازات في صناعات الإلكترونيات الدقيقة وأشباه الموصلات لقد لعب استخدام الغازات دائمًا دورًا مهمًا في عمليات أشباه الموصلات، وخاصة عمليات أشباه الموصلات التي تستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات. من ULSI وTFT-LCD إلى صناعة الكهروميكانيكية الدقيقة الحالية (MEMS)، تُستخدم عمليات أشباه الموصلات كعمليات تصنيع المنتجات، بما في ذلك النقش الجاف، والأكسدة، وزرع الأيونات، وترسيب الأغشية الرقيقة، وما إلى ذلك.

على سبيل المثال، يعرف الكثير من الناس أن الرقائق مصنوعة من الرمل، ولكن بالنظر إلى عملية تصنيع الرقائق بأكملها، هناك حاجة إلى المزيد من المواد، مثل مقاوم الضوء، وسائل التلميع، والمواد المستهدفة، والغاز الخاص، وما إلى ذلك لا غنى عنها. تتطلب التعبئة الخلفية أيضًا ركائز ووسطاء وإطارات رصاص ومواد ربط وما إلى ذلك من مواد مختلفة. تعد الغازات الإلكترونية الخاصة ثاني أكبر مادة في تكاليف تصنيع أشباه الموصلات بعد رقائق السيليكون، تليها الأقنعة ومقاومات الضوء.

لنقاء الغاز تأثير حاسم على أداء المكونات وإنتاجية المنتج، وترتبط سلامة إمدادات الغاز بصحة الموظفين وسلامة تشغيل المصنع. لماذا يكون لنقاء الغاز تأثير كبير على خط المعالجة والموظفين؟ وهذا ليس مبالغة، ولكن يتم تحديده من خلال الخصائص الخطيرة للغاز نفسه.

تصنيف الغازات الشائعة في صناعة أشباه الموصلات

الغاز العادي

يُطلق على الغاز العادي أيضًا اسم الغاز السائب: وهو يشير إلى الغاز الصناعي الذي تكون متطلبات نقائه أقل من 5N وحجم إنتاج ومبيعات كبير. يمكن تقسيمه إلى غاز فصل الهواء والغاز الاصطناعي وفقًا لطرق التحضير المختلفة. الهيدروجين (H2)، النيتروجين (N2)، الأكسجين (O2)، الأرجون (A2)، وما إلى ذلك؛

الغاز التخصصي

يشير الغاز المتخصص إلى الغاز الصناعي الذي يستخدم في مجالات محددة وله متطلبات خاصة للنقاء والتنوع والخصائص. خاصةسيه4، PH3، B2H6، A8H3،حمض الهيدروكلوريك، سي إف 4،NH3، POCL3، SIH2CL2، SIHCL3،NH3, بي سي ال3، SIF4، CLF3، CO، C2F6، N2O، F2، HF، HBR،SF6...وهلم جرا.

أنواع الغازات الخاصة

أنواع الغازات الخاصة: المسببة للتآكل، السامة، القابلة للاشتعال، الداعمة للاحتراق، الخاملة، إلخ.
يتم تصنيف غازات أشباه الموصلات شائعة الاستخدام على النحو التالي:
(ط) التآكل / السامة:حمض الهيدروكلوريك、BF3 、 WF6 、 HBr 、 SiH2Cl2 、 NH3 、 PH3 、 Cl2 、BCl3…
(ثانيا) القابلة للاشتعال: H2،CH4、سيه4、PH3 、 AsH3 、 SiH2Cl2 、 B2H6 、 CH2F2 、 CH3F 、 CO ...
(ثالثًا) قابل للاحتراق: O2、Cl2、N2O、NF3...
(رابعا) خامل: N2 、CF4、C2F6 、C4F8、SF6、CO2 、Ne、Kr،هو…

في عملية تصنيع شرائح أشباه الموصلات، يتم استخدام حوالي 50 نوعًا مختلفًا من الغازات الخاصة (يشار إليها بالغازات الخاصة) في الأكسدة، والانتشار، والترسيب، والحفر، والحقن، والطباعة الحجرية الضوئية وغيرها من العمليات، ويتجاوز إجمالي خطوات العملية المئات. على سبيل المثال، يتم استخدام PH3 وAsH3 كمصادر للفوسفور والزرنيخ في عملية زرع الأيونات، وتستخدم الغازات المعتمدة على F CF4 وCHF3 وSF6 وغازات الهالوجين CI2 وBCI3 وHBr بشكل شائع في عملية الحفر، وSiH4 وNH3 وN2O في عملية ترسيب الفيلم، F2/Kr/Ne، Kr/Ne في عملية الطباعة الحجرية الضوئية.

من الجوانب المذكورة أعلاه يمكننا أن نفهم أن العديد من غازات أشباه الموصلات ضارة بجسم الإنسان. على وجه الخصوص، بعض الغازات، مثل SiH4، تشتعل ذاتيًا. وطالما أنها تتسرب، فسوف تتفاعل بعنف مع الأكسجين الموجود في الهواء وتبدأ في الاحتراق؛ وAsH3 شديد السمية. أي تسرب طفيف قد يسبب ضررًا لحياة الناس، وبالتالي فإن متطلبات سلامة تصميم نظام التحكم لاستخدام الغازات الخاصة مرتفعة بشكل خاص.

تتطلب أشباه الموصلات وجود غازات عالية النقاء "ثلاث درجات"

نقاء الغاز

عادة ما يتم التعبير عن محتوى جو الشوائب في الغاز كنسبة مئوية من نقاء الغاز، مثل 99.9999%. بشكل عام، تصل متطلبات النقاء للغازات الخاصة الإلكترونية إلى 5N-6N، ويتم التعبير عنها أيضًا بنسبة حجم محتوى الشوائب في الغلاف الجوي جزء في المليون (جزء في المليون)، جزء في البليون (جزء في المليار)، وجزء لكل تريليون (جزء في التريليون). يتمتع مجال أشباه الموصلات الإلكترونية بأعلى متطلبات نقاء واستقرار جودة الغازات الخاصة، ونقاء الغازات الخاصة الإلكترونية بشكل عام أكبر من 6N.

جفاف

عادةً ما يتم التعبير عن محتوى الماء النزر في الغاز، أو البلل، بنقطة الندى، مثل نقطة الندى الجوية -70 درجة مئوية.

نظافة

يتم التعبير عن عدد جزيئات الملوثات في الغاز، وهي جزيئات بحجم جسيم ميكرومتر، بعدد الجزيئات/م3. بالنسبة للهواء المضغوط، يتم التعبير عنه عادةً بالملجم/م3 من المخلفات الصلبة التي لا يمكن تجنبها، والتي تتضمن محتوى الزيت.