Puslaidininkinių plokštelių liejyklų su gana pažangiais gamybos procesais gamybos procese reikia beveik 50 skirtingų dujų rūšių. Dujos paprastai skirstomos į dideles dujas irspecialios dujos.

Dujų taikymas mikroelektronikos ir puslaidininkių pramonėje Dujų naudojimas visada vaidino svarbų vaidmenį puslaidininkių procesuose, ypač puslaidininkiniai procesai yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Nuo ULSI, TFT-LCD iki dabartinės mikroelektromechaninės (MEMS) pramonės, puslaidininkių procesai naudojami kaip produktų gamybos procesai, įskaitant sausą ėsdinimą, oksidaciją, jonų implantavimą, plonasluoksnį nusodinimą ir kt.

Pavyzdžiui, daugelis žino, kad drožlės gaminamos iš smėlio, tačiau žvelgiant į visą skiedrų gamybos procesą, reikia daugiau medžiagų, tokių kaip fotorezistas, poliravimo skystis, tikslinė medžiaga, specialios dujos ir pan. Galinei pakuotei taip pat reikia įvairių medžiagų substratų, tarpinių, švino rėmų, klijavimo medžiagų ir kt. Elektroninės specialios dujos yra antra pagal dydį puslaidininkių gamybos sąnaudų medžiaga po silicio plokštelių, po to seka kaukės ir fotorezistai.

Dujų grynumas turi lemiamos įtakos komponentų veikimui ir gaminio išeigai, o dujų tiekimo sauga yra susijusi su personalo sveikata ir gamyklos darbo sauga. Kodėl dujų grynumas turi tokią didelę įtaką proceso linijai ir personalui? Tai nėra perdėta, bet nulemta pavojingų pačių dujų savybių.

Puslaidininkių pramonėje paplitusių dujų klasifikacija

Paprastos dujos

Paprastosios dujos dar vadinamos biriomis dujomis: tai pramoninės dujos, kurių grynumo reikalavimas mažesnis nei 5N ir kurių gamybos ir pardavimo apimtis yra didelė. Pagal skirtingus paruošimo būdus jas galima suskirstyti į oro atskyrimo dujas ir sintetines dujas. Vandenilis (H2), azotas (N2), deguonis (O2), argonas (A2) ir kt.;

Specialios dujos

Specialiosios dujos – tai pramoninės dujos, naudojamos konkrečiose srityse ir turinčios specialius grynumo, įvairovės ir savybių reikalavimus. DaugiausiaSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCL, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… ir taip toliau.

Spicialių dujų rūšys

Specialių dujų rūšys: ėsdinančios, toksiškos, degios, degimą palaikančios, inertiškos ir kt.
Dažniausiai naudojamos puslaidininkinės dujos klasifikuojamos taip:
i) ėsdinantis/toksiškas:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2BCl3…
(ii) Degi: H2、CH4、SiH4PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Degiosios: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) Inertiška: N2,CF4„C2F6“,C4F8、SF6„CO2“,Ne、Kr、Jis…

Puslaidininkinių lustų gamybos procese oksidacijos, difuzijos, nusodinimo, ėsdinimo, įpurškimo, fotolitografijos ir kituose procesuose naudojama apie 50 skirtingų rūšių specialių dujų (vadinamų specialiosiomis dujomis), o bendras proceso etapų skaičius viršija šimtus. Pavyzdžiui, PH3 ir AsH3 naudojami kaip fosforo ir arseno šaltiniai jonų implantavimo procese, ėsdinimo procese dažniausiai naudojamos F pagrindu pagamintos dujos CF4, CHF3, SF6 ir halogeninės dujos CI2, BCI3, HBr, SiH4, NH3, N2O nusodinimo plėvelės procesas, F2/Kr/Ne, Kr/Ne fotolitografijos procese.

Iš aukščiau pateiktų aspektų galime suprasti, kad daugelis puslaidininkių dujų yra kenksmingos žmogaus organizmui. Visų pirma, kai kurios dujos, pavyzdžiui, SiH4, užsidega savaime. Kol jie nutekės, jie smarkiai reaguos su ore esančiu deguonimi ir pradės degti; o AsH3 yra labai toksiškas. Bet koks nedidelis nuotėkis gali pakenkti žmonių gyvybei, todėl specialių dujų naudojimo valdymo sistemos konstrukcijos saugumo reikalavimai yra ypač aukšti.

Puslaidininkiams reikia „trijų laipsnių“ didelio grynumo dujų

Dujų grynumas

Priemaišų atmosferos kiekis dujose paprastai išreiškiamas dujų grynumo procentais, pvz., 99,9999%. Paprastai tariant, elektroninių specialiųjų dujų grynumo reikalavimas siekia 5N-6N, o taip pat išreiškiamas priemaišų atmosferos kiekio ppm (mln. dalis), ppb (mlrd. dalis) ir ppt (trilijono dalis) tūrio santykiu. Elektroninis puslaidininkių laukas kelia aukščiausius specialiųjų dujų grynumo ir kokybės stabilumo reikalavimus, o elektroninių specialiųjų dujų grynumas paprastai yra didesnis nei 6N.

Sausumas

Vandens pėdsakų kiekis dujose arba drėgnumas paprastai išreiškiamas rasos tašku, pvz., atmosferos rasos tašku -70 ℃.

Švara

Dujose esančių teršalų dalelių, kurių dalelių dydis µm, skaičius išreiškiamas kiek dalelių/M3. Suslėgto oro atveju jis paprastai išreiškiamas mg/m3 neišvengiamų kietųjų likučių, įskaitant alyvos kiekį.