special-gas-特气(jorphine)-PPT.ppt
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1、jorphineJul10th,2017Special Gas(特气特气)Outlines半导体半导体晶圆制造晶圆制造所所使用使用的气体的气体CVD Tool Process Gas特特气传输与控制气传输与控制?半导体晶圆制造所半导体晶圆制造所使用使用的气体的气体概要概要 在在目前工艺技术较为先进的半导体晶圆代目前工艺技术较为先进的半导体晶圆代工厂的工厂的制造过程中,制造过程中,全部工艺全部工艺步骤超过步骤超过450 道,其中大约要使用道,其中大约要使用50种不同种类的气体。种不同种类的气体。一般一般把气体分为把气体分为大宗大宗气体气体(Bulk Gas)和特种气体和特种气体(Special
2、Gas)两种。两种。大宗大宗气体一般是指集中供应且用量较大的气体,气体一般是指集中供应且用量较大的气体,涵盖制涵盖制程用气如程用气如PO2,PAr,PH2,PHe,以及非制程用气,以及非制程用气如如CDA,IA,GN2等。等。特种特种气体主要有各种掺杂用气体气体主要有各种掺杂用气体、外延、外延用气体、离子注入用气体、刻蚀用气体、离子注入用气体、刻蚀用气体以及用气体以及其他其他广为各种制程设备所使用的惰性气体等。如广为各种制程设备所使用的惰性气体等。如扩散工艺扩散工艺中作为中作为工艺腔清洁所用的工艺腔清洁所用的ClF3,干层刻蚀时,干层刻蚀时常用常用的的CF4,CHF3 与与SF6 等,以及离子
3、等,以及离子注入法作为注入法作为n 型硅片型硅片离子注入磷源、砷源的离子注入磷源、砷源的PH3 和和AsH3 等等1。从以上从以上的应用可以看出,气体在半导体晶圆代工厂的应用可以看出,气体在半导体晶圆代工厂有着有着非常重要的作用。非常重要的作用。因为各种气体的特性不同,因为各种气体的特性不同,所以所以要设计出不同的气体输送系统来满足各种不要设计出不同的气体输送系统来满足各种不同同制程制程设备的需求。本文主要讨论特种气体的分类、供应和相关的关键管件设备的需求。本文主要讨论特种气体的分类、供应和相关的关键管件等等。半导体半导体晶圆晶圆制造所制造所使用使用的气体的气体种类与用途种类与用途大宗大宗气体
4、气体(Bulk Gases):N2,O2,H2,He,Ar,压缩空气(CompressedAir).特殊特殊气体气体(Specialty Gases):1.可燃性:B2H6,SiH2Cl2,NH3,TEOS,CO.2.自燃性:SiH4,PH3,Si2H6.3.助燃性:N2O,NF3,CL2.4.腐蚀性:Cl2,HBr,BCl3,WF6,NH3.5.毒性:SiH4,SiH2Cl2,PH3,Si2H6,WF6,TEOS.6.惰性:C2F6,CF4,CHF3,C4F8,SF6(同一物质,可能同时具备多种不同之特性)半导体制造业所使用的特种气体一般按其使用时的特性,可分为五大类:(1)易燃性气体(Fl
5、ammableGas)把自燃、易燃、可燃气体等都定义为这类气体。如常温下的SiH4气体只要与空气接触就会燃烧,当环境温度达到一定时,PH3与B2H6等气体也会产生自燃。可燃易燃气体都有一定的着火燃烧爆炸范围,即上限、下限值。此范围越大的气体起爆炸燃烧危险性就越高,如B2H6的爆炸上限为98%,爆炸下限为0.9%。属于易燃气体有H2,NH3,PH3,DCS,ClF3等等。半导体半导体晶圆晶圆制造所制造所使用使用的气体的气体特种特种气体分类气体分类(2)毒性气体(ToxicGas)半导体制造行业中使用的气体很多都是对人体有害、有毒的。其中又以AsH3,B2H6,PH3等气体的毒性最大,它们的阈限值
6、TLV(ThresholdLimitedValve)分别只有5010-9,10010-9,30010-9。这些气体在工作环境中的允许浓度极微,因此在贮存、输送以及使用的过程中都要求特别的小心。一般都应该采取特定的技术措施来控制使用这些气体。NO,C4F6,C5F8,NF3,CH3F等都属于毒性气体。(3)腐蚀性气体(CorrosiveGas)这些腐蚀性气体通常同时也兼有较强的毒性。腐蚀性气体在干燥状态下一般不易侵蚀金属,但在遇到水的环境下就显示出很强的腐蚀性,如HCl,HF,PCl3,SiF4,ClF3,WF6等。(4)惰性气体(InertGas):隋性气体本身一般不会直接对人体产生伤害,在气
7、体传输过程中,相对于安全上的要求不如以上其他气体严格。但惰性气体具有窒息特性,在密闭空间若发生泄漏会使人窒息而造成工伤事故。属于这类的气体有C2F6,CF4,SF6,CHF3等。(5)氧化性气体(OxideGas)这类气体有较强的氧化性,一般同时具有其他特性,如毒性或腐蚀性等。属于这类的气体有ClF3,Cl2,NF3等。半导体半导体晶圆晶圆制造所制造所使用使用的气体的气体特种特种气体分类气体分类Outlines半导体晶圆制造所使用的气体半导体晶圆制造所使用的气体CVD Tool Process Gas特特气传输与控制气传输与控制?N2PEOX2KDARC320SIN6KDARC320SRO15
8、00N2PEOX2KCVD Tool Process GasApplied Material ProducerFHDP24-6500USGHDP2860-10KSTISTI56-5800Clean:e-+NF3 N+3F+e-F+SiO2 SiF4+O2CVD Tool Process Gas Applied Material Centura Ultima10CVD Tool Process GasSTI/USG/FSG Configuration11CVD Tool Process GasPSG ConfigurationOutlines半导体晶圆制造所使用的气体半导体晶圆制造所使用的气体C
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