比較的高度な生産プロセスを有する半導体ウェーハファウンドリの製造プロセスでは、50種類近くの異なるガスが必要となります。ガスは一般にバルクガスとバルクガスに分けられます。特殊ガス.

マイクロエレクトロニクスおよび半導体産業におけるガスの応用 ガスの使用は、半導体プロセスにおいて常に重要な役割を果たしており、特に半導体プロセスはさまざまな産業で広く使用されています。 ULSI、TFT-LCD から現在のマイクロエレクトロメカニカル (MEMS) 産業に至るまで、ドライエッチング、酸化、イオン注入、薄膜堆積などの半導体プロセスが製品の製造プロセスとして使用されています。

例えば、チップが砂でできていることは多くの人が知っていますが、チップの製造工程全体で見ると、さらに多くの材料が必要となり、フォトレジスト、研磨液、ターゲット材、特殊ガスなどが欠かせません。バックエンドパッケージングにも、さまざまな材料の基板、インターポーザー、リードフレーム、接合材などが必要です。電子特殊ガスは、シリコンウェーハに次いで半導体製造コストの中で 2 番目に大きな材料であり、次にマスクとフォトレジストが続きます。

ガスの純度は部品の性能と製品の歩留まりに決定的な影響を及ぼし、ガス供給の安全性は従業員の健康と工場操業の安全性に関係します。ガスの純度がプロセスラインや人員にこれほど大きな影響を与えるのはなぜですか?これは誇張ではなく、ガス自体の危険な特性によって決まります。

半導体産業における一般的なガスの分類

普通ガス

一般ガスはバルクガスとも呼ばれ、要求純度が5N以下で製造・販売量が多い工業用ガスを指します。製造方法の違いにより、空気分離ガスと合成ガスに分けることができます。水素（H2）、窒素（N2）、酸素（O2）、アルゴン（A2）など。

特殊ガス

特殊ガスとは、特定の分野で使用され、純度、種類、特性に特別な要件がある工業用ガスを指します。主にSiH4、PH3、B2H6、A8H3、HCL、CF4、NH3、POCL3、SIH2CL2、SIHCL3、NH3, BCL3、SIF4、CLF3、CO、C2F6、N2O、F2、HF、HBR、SF6… 等々。

特殊ガスの種類

特殊ガスの種類: 腐食性、有毒、可燃性、支燃性、不活性など。
一般的に使用される半導体ガスは次のように分類されます。
(i) 腐食性/有毒性:塩酸、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、BCl3…
(ii) 可燃性：H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO…
(iii) 可燃性物質: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) 不活性: N2、CF4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr、彼…

半導体チップの製造工程では、酸化、拡散、蒸着、エッチング、注入、フォトリソグラフィーなどのプロセスで約50種類の特殊なガス（特殊ガスといいます）が使用され、その総工程数は数百を超えます。たとえば、PH3 と AsH3 はイオン注入プロセスでリンとヒ素のソースとして使用され、F ベースのガス CF4、CHF3、SF6 とハロゲン ガス CI2、BCI3、HBr はエッチング プロセスで一般的に使用され、SiH4、NH3、N2O はエッチング プロセスで一般的に使用されます。蒸着膜プロセス、フォトリソグラフィープロセスのF2/Kr/Ne、Kr/Ne。

以上のことから、半導体ガスには人体に有害なガスが多いことが分かります。特に、SiH4 などの一部のガスは自己発火性があります。漏れがある限り、空気中の酸素と激しく反応して燃え始めます。そして、AsH3 は非常に有毒です。わずかな漏れでも人命に危害を及ぼす可能性があるため、特殊ガスを使用する制御システム設計の安全性に対する要求は特に高くなります。

半導体には「3度」の高純度ガスが必要

ガス純度

ガス中の不純物雰囲気の含有量は、通常、99.9999% などのガス純度のパーセンテージで表されます。一般に、電子特殊ガスの純度要件は 5N ～ 6N に達し、不純物雰囲気含有量の体積比 ppm (百万分率)、ppb (十億分率)、および ppt (兆分率) によっても表されます。電子半導体分野では、特殊ガスの純度と品質安定性に対する要求が最も高く、電子特殊ガスの純度は一般に 6N 以上です。

乾燥

ガス中の微量水分の含有量、つまり湿り度は、通常、大気露点 -70℃などの露点で表されます。

清潔さ

ガス中の汚染物質粒子（粒子径 μm の粒子）の数は、「粒子数/M3」で表されます。圧縮空気の場合、通常、油分を含む不可避の固体残留物の mg/m3 で表されます。