特殊氣體、製程氣體是什麼

特殊氣體是半導體製造中薄膜沉積、蝕刻、清洗、摻雜等各步驟所使用之高純度氣體的總稱。種類繁多,包括 NF₃(三氟化氮:腔體清潔)、WF₆(六氟化鎢:CVD 鎢沉積)、AsH₃(砷化氫:摻雜)、SiH₄(矽烷:矽沉積)、HF(氟化氫:蝕刻)等。要求 ppb~ppt 等級的超高純度與穩定供應,是直接左右半導體製造良率與品質的重要耗材。全球市場由日本、美國、歐洲的少數廠商寡占。

重點整理

用於薄膜沉積、蝕刻、清洗、摻雜的超高純度氣體總稱
代表性氣體:NF₃(清潔)、WF₆(鎢沉積)、SiH₄(矽沉積)
ppb~ppt 等級的超高純度管理左右製造良率
特殊氣體市場由 Air Products、Linde、默克(Merck,Versum)、Air Liquide 寡占
有毒氣體(AsH₃、PH₃)的安全儲存與供應管理受法規管制

常見問題

半導體製造使用哪些特殊氣體?
主要特殊氣體包括:①沉積用:SiH₄(矽烷)、WF₆(六氟化鎢)、TiCl₄、AlCl₃;②蝕刻用:CF₄、C₄F₈、HBr、Cl₂;③腔體清潔用:NF₃、F₂;④摻雜用:AsH₃(砷化氫)、PH₃(磷化氫)、B₂H₆(乙硼烷);⑤載氣:N₂、Ar、He 等。
特殊氣體需要多高的純度?
先進製程需要 99.9999%(6N)以上的超高純度,雜質以 ppb~ppt 等級管理。微量的水分、氧氣、金屬雜質會直接影響元件特性與良率,因此必須在包含製造、充填、管路、閥件在內的整個供應鏈進行雜質管理。
特殊氣體的主要廠商有哪些?
Air Products(美)、Linde(德)、Air Liquide(法,Air Liquide Semiconductor)、默克(德,Versum Materials)寡占全球市場。日本則以 Resonac(舊昭和電工)、大陽日酸為主要供應商。NF₃ 方面,三菱化學、昭和電工擁有全球性的市占率。

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