中国半导体工厂高纯气体的应用状况

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1、第18届国际污染控制学术论坛中国半导体工厂高纯气体的应用状况醵纛新中国电子工程设计院高纯气体广泛应用于电子产品——半导体集成电路、TFT-LCD电真空器件、光电器件和光导纤维等生产过程，但是半导体集成电路生产所需高纯气体的品种多、用量较大、纯度和杂质含量要求十分严格，本文根据多年的工程实践，结合近年来我国一批新建半导体集成电路工厂建成投产情况，对我国半导体高纯气体的应用状况进行描述。1概述半导体工厂所需高纯气体大体可分为二大类，即普通气体和特殊气体，所谓普通气体有：H2、N2、02、～、He等，特殊

2、气体主要包括各种半导体制造过程使用的掺杂用气体、离子注入用气体、刻蚀用气体等，半导体工厂用气体的种类和用途见表1。若将半导体工厂用气体按使用场所或使用过程的危险性进行分类，可分为①可燃、自燃、易燃气体，这是指在空气等助燃气体中点火就会燃烧。属于这类气体有：H2、cH4、H2s、sil44、PH3、B2I-16、SiI-12CL2等，其中PH3在40"C～50"C与空气接触，就会自燃。②有毒气体，半导体制造用气体很多对人体有害、有毒，如P玛、B2凰、Asll3等，其中P巩在空气环境中的允许浓度为0．5

3、ppm，而Ash3的允许浓度为0．05ppm。因此在半导体工厂的储存、运输和使用中都应倍N：b,IL,和设置必要防护措施。③助燃气体，这类气体自身不会燃烧，一旦与可燃物接触，将有助燃烧、容易燃烧，因此，在储运、使用过程应十分重视，这类气体有02NOz、F2等。④窒息性气体，它性质稳定，不燃烧、无毒性，但排放至空气中，窒息性气体积聚，使空气中氧含量降至18％以下时，就会使人因缺氧而呼吸困难，严重时危及生命安全，在半导体工厂的气密性良好的洁净室中应引起关注。这类气体有N2、Ar、He，C02等。⑤腐蚀性

4、气体，通常遇水就会显示腐蚀性，如HCI、PCI3、HF、POCl3等。上述各种气体中许多都同时兼有多种性质，所以在这类气体的储存、输送和使用中应认真采用相互的安全技术措施。第18屠蕾啄寿染控瓢掌书哮坛中蕾半导体工厂高纯气体的应用状况表1．半导体工厂使用的气体种类和用途用途气体的名称，硅片制造Sil{4，SiI'-12C13，SickH2SiStI丑,SiHzch，SiHCl3，SiCl4，H2Si2S氓SiH2C13，N20，c02成膜Sb●“SiI-h，SiH2C12,NIt3,N2PSoSill

5、4SIH2C12PH3掺杂扩散AsH3,PH3，BCI)，PF3．BF3离子注入AsH3tPH3，Bcb’PF3PF3SiCF4CF4+02，CBrF3，C2CⅡ％，sF6，NF3SioCF4．CF4+02，CHF3,C2F6,CF4+H2CjF3刻蚀Si3N4CF4,CF4+02，CF4+H2,Si．F4CH2F2，CH3FPSGCF4CF4+02，CHF3C2F6，CF4+H2，C，BAICcI，ccL+c12，Bch’Bcl3+cchF，SIChCrCCl4，chMo’ccl2F2，CCh，c

6、R，CCl2F2+02，CF4+02WCF4，SF自NFG出cGF2，CCL3F,CCL4载体．保护气体N2，H^02,At,He随着半导体集成电路制造技术的迅猛发展，以DRAM为代表的集成电路制造，由于特征尺寸的日益微细化，其生产过程所需高纯气体中污染物敏感度日益增加，要求对各类高纯气体中的杂质含量控制极为严格，对于16／rIB的DRMA的芯片制造过程要求控制高纯气体中的杂质含量水平是：HzO<5ppb、02<1_OppbCO<1．Oppb、CI-h<1．0ppb，>0，0149m的微粒<50pc

7、／舻。表2是半导体工业协会(StA)和国际半导体发展委员会(ITRS)对集成电路制造过程所需高纯气体品质的预测。表2．SIA／

8、TRS对普通高纯气体质量要求的预测时间1997199920012002200620092012线宽(“Ⅲ)0．250．180．150．130．100．07005气体中杂质’(It20’obC02,C凰)21<1粒ErJpc／L)010．12高纯气体

9、供应方式根据我国目前高纯气体制取和提纯方法、管理供应体制的情况，国内半导体工厂的高纯气体供应方式大体是：现场制气，采用管道输送供气或液态气体槽车供气或气体钢瓶或气体钢瓶组供气等。具体一个半导体工厂采用何种供气方式，应根据生产规模及用气量、用气品质，工厂所在城市或周边地区的各类气体的供应方式状况，经过认真的技术经济比较后确定。箝侣庙田际污染控制学术论坛中国半导体工厂高纯气体的应用状况2．1现场制气、管道供气这种供气方式主要用于普通高纯气体如H2、N2、02、AT等的供应