अर्धचालक गैसें

अपेक्षाकृत उन्नत उत्पादन प्रक्रियाओं वाली सेमीकंडक्टर वेफर फाउंड्रीज़ की निर्माण प्रक्रिया में लगभग 50 विभिन्न प्रकार की गैसों की आवश्यकता होती है। गैसों को आम तौर पर बल्क गैसों औरविशेष गैसें.

सूक्ष्म-इलेक्ट्रॉनिक और अर्धचालक उद्योगों में गैसों का अनुप्रयोग अर्धचालक प्रक्रियाओं में गैसों के उपयोग ने हमेशा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, विशेष रूप से अर्धचालक प्रक्रियाओं का विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ULSI, TFT-LCD से लेकर वर्तमान सूक्ष्म-विद्युत-यांत्रिक (MEMS) उद्योग तक, अर्धचालक प्रक्रियाओं का उपयोग उत्पाद निर्माण प्रक्रियाओं के रूप में किया जाता है, जिसमें शुष्क नक़्क़ाशी, ऑक्सीकरण, आयन आरोपण, पतली फिल्म निक्षेपण आदि शामिल हैं।

उदाहरण के लिए, बहुत से लोग जानते हैं कि चिप्स रेत से बनते हैं, लेकिन चिप निर्माण की पूरी प्रक्रिया को देखते हुए, और भी कई सामग्रियों की आवश्यकता होती है, जैसे कि फोटोरेसिस्ट, पॉलिशिंग लिक्विड, टारगेट मटीरियल, विशेष गैस आदि। बैक-एंड पैकेजिंग के लिए विभिन्न सामग्रियों के सब्सट्रेट, इंटरपोज़र, लेड फ्रेम, बॉन्डिंग मटीरियल आदि की भी आवश्यकता होती है। सेमीकंडक्टर निर्माण लागत में सिलिकॉन वेफर्स के बाद इलेक्ट्रॉनिक विशेष गैसें दूसरी सबसे बड़ी सामग्री हैं, इसके बाद मास्क और फोटोरेसिस्ट आते हैं।

गैस की शुद्धता का घटकों के प्रदर्शन और उत्पाद की उपज पर निर्णायक प्रभाव पड़ता है, और गैस आपूर्ति की सुरक्षा कर्मियों के स्वास्थ्य और कारखाने के संचालन की सुरक्षा से संबंधित है। गैस की शुद्धता का प्रक्रिया लाइन और कर्मियों पर इतना गहरा प्रभाव क्यों पड़ता है? यह कोई अतिशयोक्ति नहीं है, बल्कि यह गैस की खतरनाक विशेषताओं से ही निर्धारित होता है।

अर्धचालक उद्योग में सामान्य गैसों का वर्गीकरण

साधारण गैस

साधारण गैस को बल्क गैस भी कहा जाता है: यह 5N से कम शुद्धता की आवश्यकता वाली औद्योगिक गैस है जिसका उत्पादन और बिक्री मात्रा बड़ी होती है। इसे विभिन्न निर्माण विधियों के अनुसार वायु पृथक्करण गैस और सिंथेटिक गैस में विभाजित किया जा सकता है। हाइड्रोजन (H2), नाइट्रोजन (N2), ऑक्सीजन (O2), आर्गन (A2), आदि;

विशेष गैस

विशिष्ट गैस से तात्पर्य औद्योगिक गैस से है जिसका उपयोग विशिष्ट क्षेत्रों में किया जाता है और जिसकी शुद्धता, विविधता और गुणों के लिए विशेष आवश्यकताएं होती हैं। मुख्यतःSiH4, PH3, B2H6, A8H3,एचसीएल, सीएफ4,एनएच3, पीओसीएल3, एसआईएच2सीएल2, एसआईएचसीएल3,एनएच3, बीसीएल3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,एसएफ6… और इसी तरह।

स्पाइसियल गैसों के प्रकार

विशेष गैसों के प्रकार: संक्षारक, विषाक्त, ज्वलनशील, दहन-सहायक, निष्क्रिय, आदि।
सामान्यतः प्रयुक्त अर्धचालक गैसों को निम्न प्रकार वर्गीकृत किया गया है:
(i) संक्षारक/विषाक्त:एचसीएल、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、बीसीएल3
(ii) ज्वलनशील: H2、सीएच4SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO...
(iii) दहनशील: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) निष्क्रिय: N2、सीएफ4、C2F6、सी4एफ8एसएफ6、CO2、NeKr,वह…

सेमीकंडक्टर चिप निर्माण की प्रक्रिया में, ऑक्सीकरण, विसरण, निक्षेपण, नक़्क़ाशी, अंतःक्षेपण, फोटोलिथोग्राफी और अन्य प्रक्रियाओं में लगभग 50 विभिन्न प्रकार की विशेष गैसों (जिन्हें विशेष गैसें कहा जाता है) का उपयोग किया जाता है, और कुल प्रक्रिया चरण सैकड़ों से भी अधिक होते हैं। उदाहरण के लिए, आयन आरोपण प्रक्रिया में PH3 और AsH3 का उपयोग फॉस्फोरस और आर्सेनिक के स्रोतों के रूप में किया जाता है, नक़्क़ाशी प्रक्रिया में F-आधारित गैसें CF4, CHF3, SF6 और हैलोजन गैसें CI2, BCI3, HBr का सामान्यतः उपयोग किया जाता है, निक्षेपण फिल्म प्रक्रिया में SiH4, NH3, N2O, और फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया में F2/Kr/Ne, Kr/Ne का उपयोग किया जाता है।

उपरोक्त पहलुओं से, हम समझ सकते हैं कि कई अर्धचालक गैसें मानव शरीर के लिए हानिकारक हैं। विशेष रूप से, कुछ गैसें, जैसे SiH4, स्वतः प्रज्वलित होती हैं। जब तक वे रिसाव करती हैं, वे हवा में मौजूद ऑक्सीजन के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करेंगी और जलने लगेंगी; और AsH3 अत्यधिक विषैली होती है। थोड़ा सा भी रिसाव लोगों के जीवन को नुकसान पहुँचा सकता है, इसलिए विशेष गैसों के उपयोग के लिए नियंत्रण प्रणाली डिज़ाइन की सुरक्षा आवश्यकताएँ विशेष रूप से उच्च हैं।

अर्धचालकों को उच्च शुद्धता वाली गैसों की “तीन डिग्री” की आवश्यकता होती है

गैस शुद्धता

गैस में अशुद्धता वातावरण की मात्रा को आमतौर पर गैस की शुद्धता के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे कि 99.9999%। सामान्यतया, इलेक्ट्रॉनिक विशेष गैसों के लिए शुद्धता की आवश्यकता 5N-6N तक पहुँच जाती है, और इसे अशुद्धता वातावरण की मात्रा ppm (प्रति मिलियन भाग), ppb (प्रति बिलियन भाग), और ppt (प्रति ट्रिलियन भाग) के आयतन अनुपात द्वारा भी व्यक्त किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक क्षेत्र में विशेष गैसों की शुद्धता और गुणवत्ता स्थिरता के लिए उच्चतम आवश्यकताएँ होती हैं, और इलेक्ट्रॉनिक विशेष गैसों की शुद्धता आमतौर पर 6N से अधिक होती है।

शुष्कता

गैस में सूक्ष्म जल की मात्रा, या नमी, आमतौर पर ओस बिंदु में व्यक्त की जाती है, जैसे वायुमंडलीय ओस बिंदु -70°C।

स्वच्छता

गैस में प्रदूषक कणों की संख्या, जिनका कण आकार µm है, को कितने कण/M3 में व्यक्त किया जाता है। संपीड़ित वायु के लिए, इसे आमतौर पर अपरिहार्य ठोस अवशेषों के mg/m3 में व्यक्त किया जाता है, जिसमें तेल की मात्रा भी शामिल होती है।


पोस्ट करने का समय: अगस्त-06-2024