तुलनेने प्रगत उत्पादन प्रक्रियेसह अर्धसंवाहक वेफर फाउंड्रींच्या उत्पादन प्रक्रियेत, सुमारे 50 विविध प्रकारच्या वायूंची आवश्यकता असते. वायू सामान्यतः मोठ्या प्रमाणात वायूंमध्ये विभागले जातात आणिविशेष वायू.

मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक आणि सेमीकंडक्टर उद्योगांमध्ये वायूंचा वापर सेमीकंडक्टर प्रक्रियेमध्ये वायूंचा वापर नेहमीच महत्त्वाची भूमिका बजावत असतो, विशेषत: सेमीकंडक्टर प्रक्रिया विविध उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. ULSI, TFT-LCD पासून सध्याच्या मायक्रो-इलेक्ट्रोमेकॅनिकल (MEMS) उद्योगापर्यंत, सेमीकंडक्टर प्रक्रियांचा वापर उत्पादन निर्मिती प्रक्रिया म्हणून केला जातो, ज्यामध्ये ड्राय एचिंग, ऑक्सिडेशन, आयन इम्प्लांटेशन, थिन फिल्म डिपॉझिशन इ.

उदाहरणार्थ, चिप्स वाळूपासून बनविल्या जातात हे अनेकांना माहीत आहे, परंतु चिप्स निर्मितीची संपूर्ण प्रक्रिया पाहता, अधिक साहित्य आवश्यक आहे, जसे की फोटोरेसिस्ट, पॉलिशिंग लिक्विड, लक्ष्य सामग्री, विशेष वायू इत्यादी अपरिहार्य आहेत. बॅक-एंड पॅकेजिंगसाठी विविध सामग्रीचे सब्सट्रेट्स, इंटरपोसर, लीड फ्रेम्स, बाँडिंग मटेरियल इ. देखील आवश्यक आहे. सिलिकॉन वेफर्स नंतर, मास्क आणि फोटोरेसिस्ट नंतर इलेक्ट्रॉनिक विशेष वायू सेमीकंडक्टर उत्पादन खर्चात दुसरी सर्वात मोठी सामग्री आहे.

गॅसच्या शुद्धतेचा घटक कार्यक्षमतेवर आणि उत्पादनाच्या उत्पन्नावर निर्णायक प्रभाव असतो आणि गॅस पुरवठ्याची सुरक्षा कर्मचाऱ्यांच्या आरोग्याशी आणि कारखान्याच्या ऑपरेशनच्या सुरक्षिततेशी संबंधित असते. गॅसच्या शुद्धतेचा प्रक्रिया लाइन आणि कर्मचाऱ्यांवर इतका मोठा प्रभाव का पडतो? हे अतिशयोक्ती नाही, परंतु गॅसच्या धोकादायक वैशिष्ट्यांद्वारे निर्धारित केले जाते.

सेमीकंडक्टर उद्योगातील सामान्य वायूंचे वर्गीकरण

सामान्य वायू

सामान्य वायूला बल्क गॅस देखील म्हणतात: ते 5N पेक्षा कमी शुद्धता आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन आणि विक्री खंड असलेल्या औद्योगिक वायूचा संदर्भ देते. वेगवेगळ्या तयारीच्या पद्धतींनुसार ते हवा पृथक्करण वायू आणि कृत्रिम वायूमध्ये विभागले जाऊ शकते. हायड्रोजन (H2), नायट्रोजन (N2), ऑक्सिजन (O2), आर्गॉन (A2), इ.;

विशेष गॅस

विशेष वायू औद्योगिक वायूचा संदर्भ देते जो विशिष्ट क्षेत्रात वापरला जातो आणि शुद्धता, विविधता आणि गुणधर्मांसाठी विशेष आवश्यकता असते. प्रामुख्यानेSiH4, PH3, B2H6, A8H3,एचसीएल, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… आणि असेच.

स्पेशल वायूंचे प्रकार

विशेष वायूंचे प्रकार: संक्षारक, विषारी, ज्वलनशील, ज्वलनास आधार देणारे, जड इ.
सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या अर्धसंवाहक वायूंचे खालीलप्रमाणे वर्गीकरण केले जाते:
(i) संक्षारक/विषारी:एचसीएल、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2,NH3,PH3,Cl2,BCl3…
(ii) ज्वलनशील: H2,CH4,SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…
(iii) ज्वलनशील: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) जड: N2,CF4,C2F6,C4F8,SF6CO2,Ne,Kr, तो…

सेमीकंडक्टर चिप उत्पादन प्रक्रियेत, ऑक्सिडेशन, डिफ्यूजन, डिपॉझिशन, इचिंग, इंजेक्शन, फोटोलिथोग्राफी आणि इतर प्रक्रियांमध्ये सुमारे 50 विविध प्रकारचे विशेष वायू (विशेष वायू म्हणून संदर्भित) वापरले जातात आणि एकूण प्रक्रियेचे टप्पे शेकडो पेक्षा जास्त आहेत. उदाहरणार्थ, PH3 आणि AsH3 हे आयन रोपण प्रक्रियेत फॉस्फरस आणि आर्सेनिक स्त्रोत म्हणून वापरले जातात, एफ-आधारित वायू CF4, CHF3, SF6 आणि हॅलोजन वायू CI2, BCI3, HBr सामान्यतः एचिंग प्रक्रियेत वापरले जातात, SiH4, NH3, N2O मध्ये फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियेत डिपॉझिशन फिल्म प्रक्रिया, F2/Kr/Ne, Kr/Ne.

वरील बाबींवरून आपण समजू शकतो की अनेक अर्धसंवाहक वायू मानवी शरीरासाठी हानिकारक असतात. विशेषतः, काही वायू, जसे की SiH4, स्वयं-प्रज्वलित आहेत. जोपर्यंत ते गळत राहतील तोपर्यंत ते हवेतील ऑक्सिजनसह हिंसक प्रतिक्रिया देतील आणि जळू लागतील; आणि AsH3 अत्यंत विषारी आहे. कोणतीही थोडीशी गळती लोकांच्या जीवनास हानी पोहोचवू शकते, म्हणून विशेष वायूंच्या वापरासाठी नियंत्रण प्रणाली डिझाइनच्या सुरक्षिततेसाठी आवश्यकता विशेषतः उच्च आहेत.

सेमीकंडक्टरला "तीन अंश" असण्यासाठी उच्च-शुद्धता वायू आवश्यक असतात

गॅस शुद्धता

गॅसमधील अशुद्ध वातावरणाची सामग्री सामान्यतः वायू शुद्धतेची टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते, जसे की 99.9999%. साधारणपणे बोलायचे झाल्यास, इलेक्ट्रॉनिक विशेष वायूंची शुद्धता आवश्यकता 5N-6N पर्यंत पोहोचते आणि अशुद्ध वातावरणातील सामग्री ppm (भाग प्रति दशलक्ष), ppb (भाग प्रति अब्ज), आणि ppt (भाग प्रति ट्रिलियन) यांच्या प्रमाणानुसार देखील व्यक्त केली जाते. इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर फील्डमध्ये विशेष वायूंच्या शुद्धता आणि गुणवत्ता स्थिरतेसाठी सर्वोच्च आवश्यकता आहे आणि इलेक्ट्रॉनिक विशेष वायूंची शुद्धता सामान्यतः 6N पेक्षा जास्त असते.

कोरडेपणा

वायूमधील ट्रेस वॉटरची सामग्री, किंवा आर्द्रता, सामान्यतः दवबिंदूमध्ये व्यक्त केली जाते, जसे की वातावरणातील दवबिंदू -70℃.

स्वच्छता

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