浅析半导体晶元代工厂的特气供应系统.pdf

授尜论夷 10 Article Technology 中啕IC翻进郇度幺议 ：ii ； ii二i；；；；二i -二_l一一_-ii ii；；；；i；；；；二‘ii二一i；-_·-i二；i—j二_i_-二； 浅析半导体晶元代工厂的特气供应系统 彭志辉黄其煜 (上海交通大学微电子学院 200030) 摘要：本文先从特种气体在半导体晶元代工厂的应用及气体的不同特性进行了分类和讨论，进而对特种 气体在晶元厂的主要供应流程及其要点进行了较具体阐述，并且对在晶元厂有着重要作用的关键管件及设计要 点进行了探讨，以便读者对整个特种气体供应系统在晶元代工厂的储存、输送与控制等有较为清楚的了解。 关键词：晶元代工，特种气体，大宗气体，阈限值 如常温F的siH。气体只要与空气接触就会燃烧，若 1．引言 在环境温度达到一定情况下，PH，与B。H；等气体也 在目前工艺技术较为先进的半导体晶元代工厂 会产生自燃。可燃易燃气体都有一定的着火燃烧爆 的制造过程中，全部工艺步骤超过450道，在这 炸范围，即上限、下限值。此范围越大的气体起 其中大约要使用到50种不同种类的气体。一般在半 爆炸燃烧危险性就越高，如B。H。的爆炸上限为 导体制造业我们把气体分为大宗气体(BulkGas)和 98％，爆炸下限为0．9％。属于易燃气体有H。，NH，， 特种气体(SpecialGas)两种。大宗气体一般是指 PH 3，DCS，C1F3等等。 集中供应且用量较大的气体，涵盖制程用气如P0。， XiC Ga 2)毒性气体(T0 S)：半导体制造 PAr，PH。；PHe，以及非制程用气如CDA，IA，GN。 行业中使用的气体很多都是对人体有害、有毒的。 等。 特种气体主要有各种掺杂用气体、外延用气 其中又以AsH，，B，H。，PH，等气体的毒性最大，它 体、离子注入用气体、刻蚀用气体以及其他广为各 Limited 们的阂限值TLV(ThreSholdValve) 种制程设备机台所使用的惰性气体等。如Diffu- 分别只有50ppb，1 sion制程中作为工艺腔Chamber清洁所用的ClF。， 作环境巾的允许浓度极微，因此在贮存、输送以及 Dry Etch制程罩常用的CF。，CHF，与SF。等，以 使用的过程中都要求特别的小心。一般都应该采取 及Implant制程里作为n型硅片离子注入磷源、砷 特定的技