工業(yè)氣體在半導(dǎo)體制造中扮演著至關(guān)重要的角色，幾乎貫穿晶圓生產(chǎn)、芯片制造、封裝測(cè)試等全流程。以下是主要?dú)怏w及其應(yīng)用場(chǎng)景的詳細(xì)分類：

       一、硅材料制備

       高純氫氣（H?）

       用于多晶硅生產(chǎn)（如西門子法），將三氯氫硅（SiHCl?）還原為高純硅。

       保護(hù)氣氛：防止硅在高溫下氧化。

       氬氣（Ar）

       單晶硅生長(zhǎng)（直拉法CZ法）時(shí)的惰性保護(hù)氣體，避免熔硅污染。

       二、晶圓制造關(guān)鍵工藝-光刻工藝

      超純氮?dú)猓∟?）

      光刻機(jī)環(huán)境凈化，防止塵埃和氧氣影響紫外激光。

      吹掃光刻膠溶劑，減少缺陷。

      氦氣（He）

      用于DUV（深紫外）光刻機(jī)的透鏡冷卻，維持溫度穩(wěn)定性。

       薄膜沉積（CVD/PVD）

       硅烷（SiH?）、二氯硅烷（SiH?Cl?）

      化學(xué)氣相沉積（CVD）形成二氧化硅（SiO?）或氮化硅（Si?N?）絕緣層。

       氨氣（NH?）

      與硅烷反應(yīng)生成氮化硅薄膜。

      鎢六氟化物（WF?）

      沉積金屬鎢互連線。

      蝕刻工藝

      氟基氣體（CF?、C?F?、SF?、NF?）

      干法蝕刻硅、氮化硅等材料（等離子體蝕刻）。

      氯氣（Cl?）、氯化氫（HCl）

      蝕刻金屬層（如鋁）及Ⅲ-Ⅴ族化合物（如GaAs）。

      氧氣（O?）

      灰化去除光刻膠，或調(diào)節(jié)蝕刻選擇性。

      摻雜工藝

      磷烷（PH?）、硼烷（B?H?）

      離子注入或擴(kuò)散法引入磷、硼雜質(zhì)，形成P/N型半導(dǎo)體。

      砷烷（AsH?）

      用于高濃度N型摻雜（劇毒，需嚴(yán)格管控）。

      三、封裝與測(cè)試

      氮?dú)猓∟?）

      封裝過程中的惰性保護(hù)，防止焊點(diǎn)氧化。

      氫氣（H?）

      還原性氣氛，改善鍵合質(zhì)量。

      混合氣體（如N?/H?）

      回流焊時(shí)減少氧化缺陷。

      四、其他關(guān)鍵應(yīng)用

      超純氧氣（O?）

      熱氧化生成SiO?柵極介電層。

      氖氣（Ne）、氪氣（Kr）

      準(zhǔn)分子激光光源（如KrF、ArF光刻機(jī)）。

      二氧化碳（CO?）

      激光切割和清洗晶圓。

      五、氣體純度和安全要求

      純度等級(jí)：通常需達(dá)到ppt級(jí)（99.9999999%），尤其對(duì)水氧敏感工藝（如MOCVD）。

      安全挑戰(zhàn)：

      硅烷、磷烷等自燃性氣體需特殊輸送系統(tǒng)。

      HF、HCl等腐蝕性氣體需雙層管道。

      尾氣處理：NF?、SF?等溫室氣體需分解回收。

      六、新興技術(shù)的影響

      先進(jìn)制程（3nm以下）：需要更高純度的氣體及更精確的流量控制。

      第三代半導(dǎo)體（GaN、SiC）：MOCVD工藝依賴氨氣（NH?）和有機(jī)金屬源。

      綠色制造：NF?替代品（如F?）的研發(fā)以減少碳排放。

      工業(yè)氣體是半導(dǎo)體制造的“血液”，其質(zhì)量控制直接影響芯片良率。隨著工藝進(jìn)步，氣體供應(yīng)鏈（如電子級(jí)特氣國(guó)產(chǎn)化）成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。