Puslaidininkinių plokštelių liejyklų, kuriose naudojami gana pažangūs gamybos procesai, gamybos procese reikalingos beveik 50 skirtingų rūšių dujų. Dujos paprastai skirstomos į birias dujas irspecialios dujos.

Dujų panaudojimas mikroelektronikos ir puslaidininkių pramonėje Dujų naudojimas visada vaidino svarbų vaidmenį puslaidininkių procesuose, ypač puslaidininkių procesai yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose. Nuo ULSI, TFT-LCD iki dabartinės mikroelektromechanikos (MEMS) pramonės, puslaidininkių procesai naudojami kaip gaminių gamybos procesai, įskaitant sausą ėsdinimą, oksidavimą, jonų implantavimą, plonų sluoksnių nusodinimą ir kt.

Pavyzdžiui, daugelis žmonių žino, kad lustai gaminami iš smėlio, tačiau žvelgiant į visą lustų gamybos procesą, reikia daugiau medžiagų, tokių kaip fotorezistas, poliravimo skystis, taikinio medžiaga, specialios dujos ir kt. Užpakaliniam pakavimui taip pat reikalingi įvairių medžiagų substratai, tarpinės, švino rėmeliai, jungiamosios medžiagos ir kt. Elektroninės specialiosios dujos yra antra pagal dydį puslaidininkių gamybos sąnaudų medžiaga po silicio plokštelių, po jų seka kaukės ir fotorezistai.

Dujų grynumas daro lemiamą įtaką komponentų veikimui ir produkto išeigai, o dujų tiekimo saugumas yra susijęs su personalo sveikata ir gamyklos eksploatavimo sauga. Kodėl dujų grynumas daro tokią didelę įtaką gamybos linijai ir personalui? Tai nėra perdėta, tai lemia pačių dujų pavojingos savybės.

Įprastų dujų klasifikacija puslaidininkių pramonėje

Įprastos dujos

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

Specializuotos dujos

Specialiosios dujos – tai pramoninės dujos, naudojamos specifinėse srityse ir kurioms keliami specialūs grynumo, įvairovės ir savybių reikalavimai. DaugiausiaSiH4, PH3, B2H6, A8H3,HCl, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6... ir taip toliau.

Spirulinių dujų rūšys

Specialiųjų dujų rūšys: ėsdinančios, toksiškos, degios, degimą palaikančios, inertinės ir kt.
Dažniausiai naudojamos puslaidininkinės dujos klasifikuojamos taip:
(i) Ėsdinančios / toksiškos medžiagos:HCl, BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) Degus: H2,CH4、SiH4PH3, AsH3, SiH2Cl2, B2H6, CH2F2, CH3F, CO…
(iii) Degios: O₂, Cl₂, N₂O, NF₃…
(iv) Inertinė medžiaga: N2,CF4C2F6C4F8、SF6CO2Ne、Kr, Jis…

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

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, galime suprasti, kad daugelis puslaidininkinių dujų yra kenksmingos žmogaus organizmui. Visų pirma, kai kurios dujos, pavyzdžiui, SiH4, yra savaime užsidegančios. Nuotėkio metu jos smarkiai reaguoja su ore esančiu deguonimi ir pradeda degti; o AsH3 yra labai toksiška. Bet koks nedidelis nuotėkis gali pakenkti žmonių gyvybei, todėl specialiųjų dujų naudojimo valdymo sistemos projektavimo saugos reikalavimai yra ypač aukšti.

Puslaidininkiams reikalingos labai grynos dujos, kad būtų „tris laipsnius“

Dujų grynumas

Dujų priemaišų atmosferos kiekis paprastai išreiškiamas dujų grynumo procentais, pavyzdžiui, 99,9999 %. Paprastai elektroninių specialiųjų dujų grynumo reikalavimas siekia 5N–6N ir taip pat išreiškiamas priemaišų atmosferos kiekio tūrio santykiu ppm (milijoninės dalys), ppb (milijardinės dalys) ir ppt (trilijoninės dalys). Elektroninių puslaidininkių srityje specialiųjų dujų grynumui ir kokybės stabilumui keliami aukščiausi reikalavimai, o elektroninių specialiųjų dujų grynumas paprastai yra didesnis nei 6N.

Sausumas

Dujose esančio vandens pėdsakų kiekis arba drėgmė paprastai išreiškiamas rasos tašku, pavyzdžiui, atmosferos rasos taškas yra -70 ℃.

Švara

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