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按照芯片前道七大核心工序：薄膜沉积、干法刻蚀、离子注入掺杂、外延生长、腔体 / 晶圆清洗、光刻激光气体、基础载气 / 保护气进行分类，附带每一种气体、化学式、详细制程用途，同时区分氟系、硅源、金属前驱体、掺杂源、卤素气体等细分品类。
同时，各特气输送所用管材有：
316L‑EP：316L 不锈钢、内壁电解抛光 Ra≤0.15μm，半导体绝大多数高纯工艺气标配316L‑BA：光亮退火不锈钢，洁净度次于 EP，大宗惰性气体可用双套管：高危自燃 / 剧毒气体；内管 316L‑EP，外层保护套管 316L，夹层氮气正压或者负压检漏哈氏合金 C‑276 / 蒙乃尔 400：强卤素、湿态腐蚀气体PFA/PTFE（SEMI‑F57 高纯氟塑管）：氟化氢、湿氯气等强腐蚀介质
一、薄膜沉积特气（CVD/PECVD/ALD/MOCVD，成膜工序）
负责生长氧化层、氮化硅、多晶硅、金属互连、阻挡层、低 k 介质等各类纳米薄膜
1. 硅系前驱气体
SiH₄ 硅烷：多晶硅、非晶硅、氧化硅、氮化硅薄膜沉积，最核心硅源；也用于外延、等离子体清洗；
危险属性：自燃、易燃、有毒，接触空气即可自燃
管材：316L‑EP 负压双套管，必须双套管负压检漏管路
SiH₂Cl₂ 二氯二氢硅 (DCS)：硅外延生长、多晶硅薄膜、沟槽填充
危险属性：易燃、有毒、遇水水解产生腐蚀性氯化氢
管材：316L‑EP 双套管
SiHCl₃ 三氯氢硅：单晶硅外延层生长
危险属性：易燃、有毒、水解腐蚀
管材：316L‑EP 双套管
危险属性：腐蚀性、遇水水解生成 HCl、低毒
管材：316L‑EP；潮湿工况选用哈氏合金 C‑276
Si₂Cl₆ 六氯乙硅烷：ALD 高级制程、高深宽比沟槽硅膜填充、先进逻辑芯片
危险属性：水解腐蚀、刺激性有毒
管材：316L‑EP
TEOS 正硅酸乙酯：常压 / 等离子 CVD 二氧化硅介质层，层间绝缘膜
危险属性：弱易燃、低毒、液态前驱气源
管材：316L‑EP
2. 氮化物、氧化物反应气体
NH₃ 氨气：和硅源反应生成Si₃N₄氮化硅（刻蚀阻挡层、钝化层、硬掩模）；ALD 氮化膜
危险属性：剧毒、强腐蚀性、可燃，腐蚀铜、锌合金
管材：干燥高纯氨气‑316L‑EP；含水湿气工况‑PFA 氟塑管，禁用铜管路
N₂O 一氧化二氮：生成氮氧化硅 SiON、栅极氧化层、钝化介质膜
危险属性：助燃、轻微麻醉毒性
管材：普通 316L‑EP
NO 一氧化氮：栅极氮氧化处理、薄膜改性
危险属性：剧毒、易氧化生成二氧化氮腐蚀管路
管材：316L‑EP，管路严格隔绝空气
3. 金属互连 & 阻挡层前驱气体
WF₆ 六氟化钨：CVD 沉积钨金属，通孔、接触孔、钨互连导线，芯片最主流金属填充材料
危险属性：强腐蚀、有毒、遇水水解氟化氢
管材：干燥工况 316L‑EP；潮湿环境哈氏合金 C‑276
TiCl₄ 四氯化钛：钛金属、TiN 钛氮阻挡层沉积
危险属性：强腐蚀、遇水剧烈水解、有毒
管材：哈氏合金 C‑276 / PFA 管路
TDMAT 四二甲胺基钛：ALD‑TiN 阻挡层，先进制程铜阻挡层
危险属性：易燃、遇水反应、刺激性毒性
管材：316L‑EP
TaCl₅ 五氯化钽：TaN 钽阻挡层，铜布线阻隔铜原子扩散
危险属性：水解腐蚀、有毒
管材：哈氏合金 C‑276
4. 碳膜、低‑k 介质、其他沉积气
C₂H₂乙炔、C₂H₄乙烯：无定形碳硬掩模、碳化硅介质层
危险属性：易燃易爆
管材：316L‑EP 双套管
GeH₄锗烷：硅锗 SiGe 外延薄膜，晶体管沟道材料
危险属性：剧毒、自燃、易燃
管材：316L‑EP 负压双套管
SiF₄四氟化硅：掺氟氧化硅 FSG 低 k 绝缘层
危险属性：遇水水解 HF、强腐蚀、有毒
管材：干燥‑316L‑EP；湿气‑哈氏合金 C‑276
二、干法刻蚀特气（等离子刻蚀，图形转移核心工序）
依靠等离子体产生氟 / 氯活性自由基，精准刻蚀氧化硅、氮化硅、硅、金属、光刻胶硬掩模，分为氟基刻蚀、氯基刻蚀、溴基刻蚀三大类
1. 全氟类（PFC，刻蚀氧化硅、氮化硅、介质层）
CF₄ 四氟化碳：SiO₂、SiN 介质刻蚀、腔体清洗
危险属性：惰性、窒息性、低毒
管材：316L‑EP
C₄F₈ 八氟环丁烷：高深宽比沟槽刻蚀、存储芯片沟槽
危险属性：化学惰性、窒息风险
管材：316L‑EP
C₄F₆ 六氟丁二烯：先进制程高深宽比介质刻蚀、3D‑NAND
危险属性：轻微毒性、氟系有机物
管材：316L‑EP
C₂F₆六氟乙烷、C₃F₈八氟丙烷：氧化硅、氮化硅常规刻蚀
危险属性：惰性窒息气体
管材：316L‑EP
CHF₃三氟甲烷、CH₂F₂二氟甲烷：选择性刻蚀二氧化硅
危险属性：窒息、温室气体、低毒
管材：316L‑EP
2. 卤素气体（单晶硅、多晶硅、金属层刻蚀）
Cl₂氯气：单晶硅、多晶硅、铝金属布线刻蚀
危险属性：剧毒、强腐蚀性、强氧化性
管材：干氯气‑哈氏合金 C‑276；湿氯气‑SEMI‑F57 PFA 氟塑料管，严禁普通不锈钢长期输送湿氯
HBr 溴化氢：硅的高精度垂直刻蚀，晶体管栅极刻蚀，抑制侧刻
危险属性：剧毒、强酸性腐蚀、遇水强腐蚀
管材：干燥‑哈氏合金 C‑276；含水工况 PFA
BCl₃三氯化硼：铝、钛金属刻蚀；刻蚀前晶圆表面除氧化层
危险属性：剧毒、遇水水解 HCl 强腐蚀
管材：哈氏合金 C‑276 / 316L‑EP（严格无水）
HCl 氯化氢：硅片表面原生氧化层去除、硅刻蚀、腔体清洗
危险属性：强腐蚀、有毒；湿气腐蚀普通不锈钢
管材：干 HCl‑哈氏合金；湿 HCl‑PFA 管路
3. 通用刻蚀辅助气体
SF₆六氟化硫：硅、多晶硅快速刻蚀，腔体清洗
危险属性：化学惰性、窒息性
管材：316L‑EP
NF₃三氟化氮：介质刻蚀、刻蚀腔体原位清洗（最强腔体清洗氟源）
危险属性：强氧化剂、有毒、高温产生氟自由基腐蚀
管材：316L‑EP
O₂氧气：刻蚀辅助、光刻胶等离子体灰化去除
危险属性：强助燃，管路禁油脂
管材：316L‑EP，管路脱脂处理
三、离子注入掺杂特气（改变硅片导电类型，N 型 / P 型杂质注入）
P‑型（硼元素）、N‑型（磷、砷、锑），用于源漏区、栅极、阱区掺杂，绝大多数属于剧毒高危气体
P 型掺杂（硼杂质，空穴导电）
BF₃ 三氟化硼：最主流硼离子源
危险属性：剧毒、遇水水解 HF 腐蚀
管材：干燥环境 316L‑EP；湿气工况哈氏合金 C‑276
B₂H₆ 乙硼烷：硼掺杂，也用于薄膜硼元素掺杂
危险属性：自燃、剧毒、易燃易爆
管材：316L‑EP 负压双套管
N 型掺杂
PH₃ 磷烷：磷杂质注入，N 型轻掺杂
危险属性：顶级剧毒、自燃、易爆，半导体毒性最高一档气体
管材：强制316L‑EP 负压检漏双套管系统
AsH₃ 砷烷：砷重掺杂，晶体管源漏区
危险属性：剧毒、自燃、致癌高危气体
管材：316L‑EP 负压双套管
SbH₃ 锑化氢：锑重掺杂，高压器件
危险属性：剧毒、易燃、不稳定
管材：316L‑EP 负压双套管
GeF₄四氟化锗：锗元素掺杂、SiGe 工艺离子注入
危险属性：水解生成 HF、腐蚀性有毒
管材：干燥 316L‑EP，潮湿选用哈氏合金
有机掺杂前驱体
TEB 三乙基硼、TEPO 三乙基磷，稀释型掺杂气源
危险属性：易燃、有毒、遇空气易氧化
管材：316L‑EP
四、硅外延工艺特气（生长单晶硅外延层）
SiH₂Cl₂二氯二氢硅、SiHCl₃三氯氢硅、SiCl₄四氯化硅：单晶硅外延薄膜
危险属性：前文已述；水解腐蚀、可燃有毒
管材：316L‑EP；湿气工况哈氏合金
HCl 氯化氢：外延前硅片表面腐蚀清洁、控制外延生长速率
危险属性：强腐蚀、有毒；湿气腐蚀普通不锈钢
管材：干 HCl‑哈氏合金；湿 HCl‑PFA 管路
PH₃、AsH₃、B₂H₆：原位掺杂，生长带杂质的外延层
见离子注入，双套管管路
五、清洗类特气（腔体原位清洗 + 晶圆表面清洗）
1. 反应腔体等离子清洗（清除腔内壁氟化硅、聚合物沉积物）
NF₃三氟化氮：CVD 刻蚀腔体最主流清洗剂，高温分解氟自由基剥离沉积物
强氧化有毒；管材 316L‑EP
ClF₃三氟化氯：无等离子体、高温气相清洗钨沉积腔体
危险属性：超强氧化剂、剧毒、可燃烧大部分金属
管材：哈氏合金 C‑276 专用管路
SF₆、CF₄：辅助腔体清洗
管材：316L‑EP
2. 晶圆表面气相清洗
HF 氟化氢：气态去除硅片表面原生氧化层、湿法气相清洗
危险属性：极强腐蚀、剧毒、渗透灼伤
管材：只能选用 SEMI‑F57 PFA 高纯氟塑管道，不锈钢不可长期输送湿 HF
HCl 氯化氢：高温炉管内清除金属杂质、表面氧化层
哈氏合金 / PFA
六、光刻工序专用特气（DUV/EUV 准分子激光混合气）
Ne 氖气：ArF (193nm) 光刻机激光主体缓冲气体，占混合气 95%，光刻刚需核心材料
惰性高纯载气；管材 316L‑BA/EP
Kr 氪气、Ar 氩气：准分子激光激发介质；KrF‑248nm、ArF‑193nm 激光器
惰性稀有气体；316L‑BA/EP
F₂氟气：和惰性气体组成激光工作气体；EUV 光刻 also 使用氟系混合气
危险属性：最强氧化剂、剧毒、强腐蚀
管材：哈氏合金 C‑276 管路
七、大宗高纯基础气体（载气、保护气、吹扫、等离子体稀释）
He 高纯氦气：腔体冷却、气体载气、ALD 吹扫、检漏、光刻激光器
惰性，316L‑BA/EP
Ar 高纯氩气：等离子体稀释气体、溅射工艺、腔体惰性保护
惰性，316L‑BA/EP
N₂ 高纯氮气：管路吹扫、隔绝空气、晶圆输送保护、工艺稀释
惰性吹扫气；普通支路 BA、工艺管路 EP
H₂ 高纯氢气：外延还原、退火工艺、清除表面氧化层、钨沉积还原气氛
危险属性：极易燃易爆，爆炸区间宽
管材：316L‑EP 双套管、管路严格脱脂、设置泄漏监测
八、其他小众先进制程特气
ND₃氘代氨气：氮化硅氘掺杂，提升芯片器件寿命
腐蚀可燃；干气 316L‑EP，湿气 PFA
D₂氘气：晶体管氘钝化，抑制热载流子损伤
易燃易爆；316L‑EP 双套管，等同于氢气规范
CO 羰基硫 COS：铜布线阻挡层工艺
剧毒、可燃；316L‑EP 双套管
(CH₃)₂Te 二甲基碲：碲掺杂，特殊功率半导体
剧毒、易燃；316L‑EP 双套管
简易工艺‑气体对照表
| 工序 | 核心代表气体 |
|---|---|
| 薄膜沉积 | SiH₄、NH₃、WF₆、TEOS、N₂O |
| 干法刻蚀 | C₄F₈、CF₄、HBr、Cl₂、BCl₃ |
| 离子注入 | BF₃、PH₃、AsH₃ |
| 腔体清洗 | NF₃、ClF₃、SF₆ |
| 光刻激光 | Ne、Kr、Ar、F₂ |
| 外延层 | SiHCl₃、DCS、HCl |
管材选型总结表
| 气体危险类别 | 标配管材 | 备注 |
|---|---|---|
| 惰性 / 大宗气体 | 316L‑BA / 316L‑EP | 氮气、氩气、氖气、氪气 |
| 普通可燃、沉积前驱体 | 316L‑EP | TEOS、硅卤硅烷（无水环境） |
| 自燃剧毒（硅烷、磷烷、砷烷、乙硼烷、锗烷） | 316L‑EP 负压双套管 | 强制夹层检漏结构 |
| 干态卤素腐蚀气体（干氯气、三氯化硼、溴化氢） | 哈氏合金 C‑276 | 严格管路无水 |
| 含水氟化氢、湿氯气 | SEMI‑F57 PFA 氟塑管 | 氟塑料耐强酸腐蚀 |
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