精密气体输送是半导体制造的核心。不同特性的气体（腐蚀性、反应性或者惰性）以不同流速输送至工艺室，从而实现逻辑芯片和存储器芯片的某些关键工艺。这些气体统称电特气(ESG)，不仅需要精确的数量和良好的重复性输送，而且还需要严格的纯度水平。
随着半导体技术向5nm以下技术节点过渡，对工艺气体纯度、可重复性和无污染气体输送系统的要求变得至关重要。所以，必须重视这些气体与用于气体输送系统材料的兼容性。
目前，用于半导体制造的气体种类已经超过100种，主要用于干法蚀刻（电介质、导体和多晶硅蚀刻）、化学气相沉积（电介质和金属沉积）、扩散和离子注入。长江证券资深分析师赵炯在研报中写道：半导体特气巨头的核心优势在于标准输出，而非产品制造能力。SEMI标准在SEMI AUX030文件中维护了半导体制造中使用的所有气体的综合数据库，其中包括特定的气体代码、化学式、化学名称和气体名称。无论一个工厂在世界上哪个位置，都可以帮助企业按照数据库规格执行这些气体的标准化管理。此外，当涉及到化学式相同但化学性质或反应化学性质不同的同分异构体时，这些标准有助于避免混淆。
表1:半导体制造常用的特殊气体
特种气体中的杂质会导致半导体芯片制造的严重缺陷，从而降低芯片产量。所以必须在特气制造阶段、交付阶段（气瓶等交付工具）、气体输送系统（材料兼容性）和工艺室（化学、等离子体）的相互作用中消除杂质的产生。所以需要全面的分析和系统级的污染控制方法来确保纯度。分析技术的适用性基于易用性、可靠性、维护性、精密度、灵敏度和可用性。SEMI的气体技术委员会每五年审查一次气体纯度和分析技术适用性的规范，确保匹配半导体技术先进工艺节点日益严格的要求。
SEMI 标准 F105（气体输送系统金属材料兼容性指南）阐述了这些部件和管道互连的所有气体接触流路的材料兼容性。SEMI F105涵盖了表1中列出的所有气体。材料相容性是气体输送系统中污染物（如水分、碳氢化合物、氧气等）、反应动力学和表面化学的一个复杂函数，可加速与用于输送气体的材料的化学反应。例如，溴化氢，一种用于导体腐蚀的普通干腐蚀气体，在湿度超过500ppb2，3的情况下腐蚀不锈钢。SEMI标准F58（大气压电离质谱法（APIMS）测定表面安装和常规气体输送系统的水分干燥特性的试验方法）和SEMI标准F112（用气相色谱法测定表面安装和常规气体输送系统的水分干燥特性的试验方法）光腔衰荡光谱法（CRDS）介绍了测量水分至ppb水平的仪器和方法。
表2:芯片制造工厂的气体输送系统
气体输送系统的优化设计有助于避免死角，对于半导体的无污染制造也至关重要。一些特殊气体，如乙硼烷，一种用于调节DRAM和逻辑芯片接触孔中钨（W）/氮化钨（WN）阻挡膜电阻率的电子特气，在温度升高时易分解，通常发生在热式质量流量的热传感器内部。这种热分解的结果是需要定期更换MFCs，有可能会造成破坏，甚至导致昂贵的设备停机成本。
随着工艺节点的不断缩小和芯片制造技术的日益复杂，对电子特气的需求急剧增加。输送这些特殊气体而又不污染工艺室的需求变得至关重要。气体输送的许多方面都会影响气体纯度，从而影响晶圆制造过程中的化学反应。由气体输送引起的污染会在芯片上造成严重缺陷，从而影响芯片良率和产能。
作者：Mohamed Saleem and Laura Nguyen.Mohamed Saleem is CTO at Brooks Instrument (Hatfield, PA), and Laura Nguyen is Senior Coordinator at SEMI Standards (Milpitas, CA).
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4、Logic 工艺详解及电子特气
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特邀讲师：从事Fab厂稽核品管工作近20年
1、品质及品质体系介绍
2、电子特气的质量要求
3、半导体公司的审核及应对
4、半导体公司对供应商的质量管理要求和趋势
5、答疑
课程三：电子特气TGM管理
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6. 答疑
课程四：FAB厂电子特气供应商管理
特邀讲师：从事Fab厂管理工作近30年
1、FAB厂电子特气国产化现状
2、电子特气供应商管理的主要挑战
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