Համեմատաբար առաջադեմ արտադրական գործընթացներով կիսահաղորդչային թիթեղների ձուլարանների արտադրության գործընթացում անհրաժեշտ է գրեթե 50 տարբեր տեսակի գազեր։ Գազերը սովորաբար բաժանվում են զանգվածային գազերի ևհատուկ գազեր.

Գազերի կիրառումը միկրոէլեկտրոնիկայի և կիսահաղորդչային արդյունաբերություններում։ Գազերի օգտագործումը միշտ կարևոր դեր է խաղացել կիսահաղորդչային գործընթացներում, մասնավորապես՝ կիսահաղորդչային գործընթացները լայնորեն կիրառվում են տարբեր արդյունաբերություններում։ ULSI-ից, TFT-LCD-ից մինչև ներկայիս միկրոէլեկտրամեխանիկական (MEMS) արդյունաբերությունը, կիսահաղորդչային գործընթացները օգտագործվում են որպես արտադրանքի արտադրության գործընթացներ, ներառյալ չոր փորագրումը, օքսիդացումը, իոնային իմպլանտացիան, բարակ թաղանթի նստեցումը և այլն։

Օրինակ, շատերը գիտեն, որ չիպերը պատրաստվում են ավազից, բայց չիպերի արտադրության ամբողջ գործընթացը դիտարկելիս անհրաժեշտ են ավելի շատ նյութեր, ինչպիսիք են լուսակայունը, հղկող հեղուկը, թիրախային նյութը, հատուկ գազը և այլն, որոնք անփոխարինելի են: Հետևի փաթեթավորման համար անհրաժեշտ են նաև տարբեր նյութերից պատրաստված հիմքեր, միջադիրներ, կապարե շրջանակներ, կապող նյութեր և այլն: Էլեկտրոնային հատուկ գազերը կիսահաղորդչային արտադրության ծախսերի մեջ երկրորդ ամենամեծ նյութն են սիլիկոնային թիթեղներից հետո, որին հաջորդում են դիմակները և լուսակայունները:

Գազի մաքրությունը վճռորոշ ազդեցություն ունի բաղադրիչների աշխատանքի և արտադրանքի արտադրողականության վրա, իսկ գազի մատակարարման անվտանգությունը կապված է անձնակազմի առողջության և գործարանի շահագործման անվտանգության հետ։ Ինչո՞ւ է գազի մաքրությունն այդքան մեծ ազդեցություն ունենում տեխնոլոգիական գծի և անձնակազմի վրա։ Սա չափազանցություն չէ, այլ որոշվում է գազի վտանգավոր բնութագրերով։

Կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ տարածված գազերի դասակարգումը

Սովորական գազ

Սովորական գազը կոչվում է նաև մեծածախ գազ. այն վերաբերում է արդյունաբերական գազին, որի մաքրության պահանջը ցածր է 5N-ից և ունի արտադրության ու վաճառքի մեծ ծավալ։ Այն կարելի է բաժանել օդային բաժանման գազի և սինթետիկ գազի՝ ըստ տարբեր պատրաստման մեթոդների։ Ջրածին (H2), ազոտ (N2), թթվածին (O2), արգոն (A2) և այլն։

Հատուկ գազ

Հատուկ գազը վերաբերում է արդյունաբերական գազին, որն օգտագործվում է որոշակի ոլորտներում և ունի մաքրության, բազմազանության և հատկությունների հատուկ պահանջներ: ՀիմնականումSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, ԲԿԼ3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... և այլն։

Սպեցիալ գազերի տեսակները

Հատուկ գազերի տեսակները՝ կոռոզիոն, թունավոր, դյուրավառ, այրմանը նպաստող, իներտ և այլն։
Հաճախ օգտագործվող կիսահաղորդչային գազերը դասակարգվում են հետևյալ կերպ.
(i) Կոռոզիոն/թունավոր։HClBF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Դյուրավառ՝ H2,CH4、SiH4«PH3», «AsH3», «SiH2Cl2», «B2H6», «CH2F2», «CH3F», «CO…
(iii) Այրվող՝ O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Իներտ՝ N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、KrՆա…

Կիսահաղորդչային չիպերի արտադրության գործընթացում օքսիդացման, դիֆուզիայի, նստեցման, փորագրման, ներարկման, ֆոտոլիտոգրաֆիայի և այլ գործընթացներում օգտագործվում են մոտ 50 տարբեր տեսակի հատուկ գազեր (որոնք կոչվում են հատուկ գազեր), և գործընթացի ընդհանուր քայլերի թիվը գերազանցում է հարյուրավորները: Օրինակ՝ PH3-ը և AsH3-ը օգտագործվում են որպես ֆոսֆորի և մկնդեղի աղբյուրներ իոնային իմպլանտացիայի գործընթացում, F-ի վրա հիմնված գազերը՝ CF4, CHF3, SF6 և հալոգենային գազերը՝ CI2, BCI3, HBr, փորագրման գործընթացում սովորաբար օգտագործվում են, SiH4, NH3, N2O՝ նստեցման թաղանթի գործընթացում, F2/Kr/Ne, Kr/Ne՝ ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացում:

Վերոնշյալ ասպեկտներից կարող ենք հասկանալ, որ շատ կիսահաղորդչային գազեր վնասակար են մարդու մարմնի համար: Մասնավորապես, որոշ գազեր, ինչպիսին է SiH4-ը, ինքնաբռնկվող են: Քանի դեռ դրանք արտահոսում են, դրանք բուռն ռեակցիայի մեջ կմտնեն օդի թթվածնի հետ և կսկսեն այրվել, իսկ AsH3-ը խիստ թունավոր է: Ցանկացած աննշան արտահոսք կարող է վնաս հասցնել մարդկանց կյանքին, ուստի հատուկ գազերի օգտագործման կառավարման համակարգի նախագծման անվտանգության պահանջները հատկապես բարձր են:

Կիսահաղորդիչները պահանջում են բարձր մաքրության գազեր՝ «երեք աստիճան» ունենալու համար։

Գազի մաքրությունը

Գազի մեջ խառնուրդների մթնոլորտի պարունակությունը սովորաբար արտահայտվում է գազի մաքրության տոկոսով, օրինակ՝ 99.9999%: Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրոնային հատուկ գազերի մաքրության պահանջը հասնում է 5N-6N-ի և արտահայտվում է նաև խառնուրդների մթնոլորտի պարունակության ծավալային հարաբերակցությամբ՝ ppm (մաս միլիոնի հաշվով), ppb (մաս միլիարդի հաշվով) և ppt (մաս տրիլիոնի հաշվով): Էլեկտրոնային կիսահաղորդիչների դաշտն ունի հատուկ գազերի մաքրության և որակի կայունության ամենաբարձր պահանջները, և էլեկտրոնային հատուկ գազերի մաքրությունը, որպես կանոն, գերազանցում է 6N-ը:

Չորություն

Գազի մեջ հետքային ջրի պարունակությունը կամ խոնավությունը սովորաբար արտահայտվում է ցողի կետով, օրինակ՝ մթնոլորտային ցողի կետը -70℃:

Մաքրություն

Գազում աղտոտող մասնիկների քանակը, որոնք ունեն մկմ մասնիկի չափս, արտահայտվում է մասնիկների քանակով/մ3: Սեղմված օդի համար այն սովորաբար արտահայտվում է անխուսափելի պինդ մնացորդների մգ/մ3-ով, որը ներառում է նաև յուղի պարունակությունը: