तुलनेने प्रगत उत्पादन प्रक्रिया असलेल्या सेमीकंडक्टर वेफर फाउंड्रीजच्या उत्पादन प्रक्रियेत, जवळजवळ ५० वेगवेगळ्या प्रकारच्या वायूंची आवश्यकता असते. वायू सामान्यतः मोठ्या प्रमाणात वायूंमध्ये विभागले जातात आणिविशेष वायू.

मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि सेमीकंडक्टर उद्योगांमध्ये वायूंचा वापर अर्धवाहक प्रक्रियांमध्ये नेहमीच महत्त्वाची भूमिका बजावत आला आहे, विशेषतः विविध उद्योगांमध्ये अर्धवाहक प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जातात. ULSI, TFT-LCD पासून ते सध्याच्या मायक्रो-इलेक्ट्रोमेकॅनिकल (MEMS) उद्योगापर्यंत, अर्धवाहक प्रक्रिया उत्पादन उत्पादन प्रक्रिया म्हणून वापरल्या जातात, ज्यामध्ये ड्राय एचिंग, ऑक्सिडेशन, आयन इम्प्लांटेशन, पातळ फिल्म डिपॉझिशन इत्यादींचा समावेश आहे.

उदाहरणार्थ, अनेकांना माहित आहे की चिप्स वाळूपासून बनवल्या जातात, परंतु चिप उत्पादनाच्या संपूर्ण प्रक्रियेकडे पाहता, फोटोरेझिस्ट, पॉलिशिंग लिक्विड, टार्गेट मटेरियल, स्पेशल गॅस इत्यादी अधिक साहित्य आवश्यक आहे. बॅक-एंड पॅकेजिंगसाठी विविध साहित्यांचे सब्सट्रेट्स, इंटरपोजर, लीड फ्रेम्स, बाँडिंग मटेरियल इत्यादींची देखील आवश्यकता असते. सिलिकॉन वेफर्स नंतर सेमीकंडक्टर उत्पादन खर्चात इलेक्ट्रॉनिक स्पेशल गॅसेस दुसऱ्या क्रमांकाचे सर्वात मोठे साहित्य आहे, त्यानंतर मास्क आणि फोटोरेझिस्ट येतात.

घटकांच्या कामगिरीवर आणि उत्पादनाच्या उत्पन्नावर गॅसच्या शुद्धतेचा निर्णायक प्रभाव पडतो आणि गॅस पुरवठ्याची सुरक्षितता कर्मचाऱ्यांच्या आरोग्याशी आणि कारखान्याच्या ऑपरेशनच्या सुरक्षिततेशी संबंधित आहे. गॅसच्या शुद्धतेचा प्रक्रिया लाइन आणि कर्मचाऱ्यांवर इतका मोठा परिणाम का होतो? हे अतिशयोक्ती नाही, तर गॅसच्याच धोकादायक वैशिष्ट्यांवरून ठरवले जाते.

अर्धवाहक उद्योगातील सामान्य वायूंचे वर्गीकरण

सामान्य गॅस

सामान्य वायूला बल्क गॅस असेही म्हणतात: ते 5N पेक्षा कमी शुद्धतेची आवश्यकता असलेल्या आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि विक्री असलेल्या औद्योगिक वायूला सूचित करते. वेगवेगळ्या तयारी पद्धतींनुसार ते हवा वेगळे करणारे वायू आणि कृत्रिम वायूमध्ये विभागले जाऊ शकते. हायड्रोजन (H2), नायट्रोजन (N2), ऑक्सिजन (O2), आर्गॉन (A2), इ.;

स्पेशॅलिटी गॅस

विशेष वायू म्हणजे औद्योगिक वायू जो विशिष्ट क्षेत्रात वापरला जातो आणि शुद्धता, विविधता आणि गुणधर्मांसाठी विशेष आवश्यकता असतात. मुख्यतःSiH4, PH3, B2H6, A8H3,एचसीएल, सीएफ४,एनएच३, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,एनएच३, बीसीएल३, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,एसएफ६... वगैरे.

स्पायशियल वायूंचे प्रकार

विशेष वायूंचे प्रकार: संक्षारक, विषारी, ज्वलनशील, ज्वलनास आधार देणारे, निष्क्रिय, इ.
सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या अर्धवाहक वायूंचे वर्गीकरण खालीलप्रमाणे केले जाते:
(i) संक्षारक/विषारी:एचसीएल、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、बीसीएल३…
(ii) ज्वलनशील: H2,सीएच४,SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…
(iii) ज्वलनशील: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) निष्क्रिय: N2,सीएफ४、सी२एफ६、सी४एफ८,एसएफ६、CO2、Ne,Kr,तो...

सेमीकंडक्टर चिप निर्मिती प्रक्रियेत, सुमारे ५० वेगवेगळ्या प्रकारचे विशेष वायू (ज्यांना विशेष वायू म्हणून संबोधले जाते) ऑक्सिडेशन, डिफ्यूजन, डिपॉझिशन, एचिंग, इंजेक्शन, फोटोलिथोग्राफी आणि इतर प्रक्रियांमध्ये वापरले जातात आणि एकूण प्रक्रियेचे टप्पे शेकडो पेक्षा जास्त असतात. उदाहरणार्थ, आयन इम्प्लांटेशन प्रक्रियेत PH3 आणि AsH3 फॉस्फरस आणि आर्सेनिक स्रोत म्हणून वापरले जातात, F-आधारित वायू CF4, CHF3, SF6 आणि हॅलोजन वायू CI2, BCI3, HBr सामान्यतः एचिंग प्रक्रियेत वापरले जातात, SiH4, NH3, N2O डिपॉझिशन फिल्म प्रक्रियेत, F2/Kr/Ne, Kr/Ne फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियेत वापरले जातात.

वरील बाबींवरून, आपण समजू शकतो की अनेक अर्धवाहक वायू मानवी शरीरासाठी हानिकारक असतात. विशेषतः, काही वायू, जसे की SiH4, स्वतःच प्रज्वलित होतात. जोपर्यंत ते गळत राहतात तोपर्यंत ते हवेतील ऑक्सिजनशी हिंसक प्रतिक्रिया देतात आणि जळू लागतात; आणि AsH3 अत्यंत विषारी आहे. कोणत्याही किरकोळ गळतीमुळे लोकांच्या जीवनाला हानी पोहोचू शकते, म्हणून विशेष वायूंच्या वापरासाठी नियंत्रण प्रणाली डिझाइनच्या सुरक्षिततेसाठी आवश्यकता विशेषतः जास्त आहेत.

सेमीकंडक्टरना "तीन अंश" उच्च-शुद्धता असलेल्या वायूंची आवश्यकता असते.

वायू शुद्धता

वायूमधील अशुद्ध वातावरणाचे प्रमाण सामान्यतः वायू शुद्धतेच्या टक्केवारी म्हणून व्यक्त केले जाते, जसे की 99.9999%. सर्वसाधारणपणे, इलेक्ट्रॉनिक विशेष वायूंसाठी शुद्धतेची आवश्यकता 5N-6N पर्यंत पोहोचते आणि ती अशुद्धता वातावरण सामग्री ppm (भाग प्रति दशलक्ष), ppb (भाग प्रति अब्ज), आणि ppt (भाग प्रति ट्रिलियन) च्या आकारमान गुणोत्तराने देखील व्यक्त केली जाते. इलेक्ट्रॉनिक अर्धसंवाहक क्षेत्रामध्ये विशेष वायूंच्या शुद्धता आणि गुणवत्ता स्थिरतेसाठी सर्वोच्च आवश्यकता असतात आणि इलेक्ट्रॉनिक विशेष वायूंची शुद्धता सामान्यतः 6N पेक्षा जास्त असते.

कोरडेपणा

वायूमधील ट्रेस पाण्याचे प्रमाण किंवा ओलेपणा सामान्यतः दवबिंदूमध्ये व्यक्त केला जातो, जसे की वातावरणातील दवबिंदू -७०℃.

स्वच्छता

वायूमधील प्रदूषक कणांची संख्या, ज्यांचे कण आकार µm आहे, ते किती कण/M3 मध्ये व्यक्त केले जाते. संकुचित हवेसाठी, ते सामान्यतः अपरिहार्य घन अवशेषांच्या mg/m3 मध्ये व्यक्त केले जाते, ज्यामध्ये तेलाचे प्रमाण समाविष्ट असते.