V procesu izdelave livarn polprevodniških rezin z relativno naprednimi proizvodnimi procesi je potrebnih skoraj 50 različnih vrst plinov. Pline na splošno delimo na pline v razsutem stanju inposebni plini.

Uporaba plinov v mikroelektroniki in polprevodniški industriji. Uporaba plinov je vedno imela pomembno vlogo v polprevodniških procesih, zlasti polprevodniški procesi se pogosto uporabljajo v različnih industrijah. Od ULSI, TFT-LCD do trenutne mikro-elektromehanske (MEMS) industrije se polprevodniški postopki uporabljajo kot postopki izdelave izdelkov, vključno s suhim jedkanjem, oksidacijo, ionsko implantacijo, nanašanjem tankega filma itd.

Marsikdo na primer ve, da so čipi narejeni iz peska, a če pogledamo celoten proces izdelave čipov, je potrebnih več materialov, kot so fotorezist, polirna tekočina, tarčni material, specialni plin ipd. so nepogrešljivi. Zadnje pakiranje zahteva tudi substrate, vmesne elemente, svinčene okvirje, vezne materiale itd. iz različnih materialov. Elektronski posebni plini so za silicijevimi rezinami drugi največji material v stroških proizvodnje polprevodnikov, sledijo pa jim maske in fotorezisti.

Čistost plina odločilno vpliva na delovanje komponent in izkoristek izdelka, varnost oskrbe s plinom pa je povezana z zdravjem osebja in varnostjo delovanja tovarne. Zakaj ima čistost plina tako velik vpliv na procesno linijo in osebje? To ni pretiravanje, ampak je odvisno od nevarnih lastnosti samega plina.

Klasifikacija običajnih plinov v industriji polprevodnikov

Navadni plin

Navadni plin se imenuje tudi plin v razsutem stanju: nanaša se na industrijski plin z zahtevano čistostjo, nižjo od 5N, ter velikim obsegom proizvodnje in prodaje. Glede na različne metode priprave ga lahko razdelimo na plin za ločevanje zraka in sintetični plin. Vodik (H2), dušik (N2), kisik (O2), argon (A2) itd.;

Specialni plin

Posebni plin se nanaša na industrijski plin, ki se uporablja na določenih področjih in ima posebne zahteve glede čistosti, raznolikosti in lastnosti. V glavnemSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… in tako naprej.

Vrste specialnih plinov

Vrste posebnih plinov: jedki, strupeni, vnetljivi, ki podpirajo gorenje, inertni itd.
Običajno uporabljeni polprevodniški plini so razvrščeni na naslednji način:
(i) Jedko/strupeno:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) Vnetljivo: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) Gorljivo: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) Inerten: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6CO2,Ne、Kr、On…

V procesu izdelave polprevodniških čipov se uporablja približno 50 različnih vrst posebnih plinov (imenovanih posebni plini) pri oksidaciji, difuziji, nanašanju, jedkanju, brizganju, fotolitografiji in drugih postopkih, skupni procesni koraki pa presegajo stotine. Na primer, PH3 in AsH3 se uporabljata kot vira fosforja in arzena v procesu ionske implantacije, plini na osnovi F CF4, CHF3, SF6 in halogenski plini CI2, BCI3, HBr se običajno uporabljajo v procesu jedkanja, SiH4, NH3, N2O v postopek nanašanja filma, F2/Kr/Ne, Kr/Ne v postopku fotolitografije.

Iz zgornjih vidikov lahko razumemo, da so številni polprevodniški plini škodljivi za človeško telo. Predvsem nekateri plini, kot je SiH4, so samovžigljivi. Dokler puščajo, bodo burno reagirali s kisikom v zraku in začeli goreti; in AsH3 je zelo strupen. Vsako manjše puščanje lahko povzroči škodo za življenja ljudi, zato so zahteve glede varnosti zasnove krmilnega sistema za uporabo posebnih plinov še posebej visoke.

Polprevodniki zahtevajo, da imajo plini visoke čistosti "tri stopnje"

Čistost plina

Vsebnost ozračja nečistoč v plinu je običajno izražena kot odstotek čistosti plina, na primer 99,9999 %. Na splošno zahteva po čistosti za elektronske posebne pline doseže 5N-6N in je izražena tudi z volumskim razmerjem vsebnosti nečistoče v atmosferi ppm (del na milijon), ppb (del na milijardo) in ppt (del na trilijon). Področje elektronskih polprevodnikov ima najvišje zahteve glede čistosti in stabilnosti kakovosti posebnih plinov, čistost posebnih elektronskih plinov pa je na splošno večja od 6N.

Suhost

Vsebnost sledi vode v plinu ali vlažnost je običajno izražena v rosišču, kot je atmosfersko rosišče -70 ℃.

Čistoča

Število delcev onesnaževal v plinu, delcev z velikostjo delcev µm, je izraženo v številu delcev/M3. Pri stisnjenem zraku je običajno izražen v mg/m3 neizogibnih trdnih ostankov, ki vključujejo vsebnost olja.