अपेक्षाकृत उन्नत उत्पादन प्रक्रियाओं के साथ सेमीकंडक्टर वेफर फाउंड्री की निर्माण प्रक्रिया में, लगभग 50 विभिन्न प्रकार की गैसों की आवश्यकता होती है। गैसों को आम तौर पर थोक गैसों में विभाजित किया जाता है औरविशेष गैसें.

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और सेमीकंडक्टर उद्योगों में गैसों का अनुप्रयोग सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं में गैसों के उपयोग ने हमेशा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, विशेष रूप से सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं का विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यूएलएसआई, टीएफटी-एलसीडी से लेकर वर्तमान माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल (एमईएमएस) उद्योग तक, सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं का उपयोग उत्पाद निर्माण प्रक्रियाओं के रूप में किया जाता है, जिसमें सूखी नक़्क़ाशी, ऑक्सीकरण, आयन आरोपण, पतली फिल्म जमाव आदि शामिल हैं।

उदाहरण के लिए, बहुत से लोग जानते हैं कि चिप्स रेत से बने होते हैं, लेकिन चिप निर्माण की पूरी प्रक्रिया को देखते हुए, अधिक सामग्रियों की आवश्यकता होती है, जैसे फोटोरेसिस्ट, पॉलिशिंग तरल, लक्ष्य सामग्री, विशेष गैस इत्यादि अपरिहार्य हैं। बैक-एंड पैकेजिंग के लिए विभिन्न सामग्रियों के सब्सट्रेट्स, इंटरपोज़र्स, लीड फ्रेम, बॉन्डिंग सामग्री आदि की भी आवश्यकता होती है। सिलिकॉन वेफर्स के बाद इलेक्ट्रॉनिक विशेष गैसें सेमीकंडक्टर निर्माण लागत में दूसरी सबसे बड़ी सामग्री हैं, इसके बाद मास्क और फोटोरेसिस्ट हैं।

गैस की शुद्धता का घटक प्रदर्शन और उत्पाद 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 अधिक प्रभाव क्यों पड़ता है? यह कोई अतिशयोक्ति नहीं है, बल्कि गैस की खतरनाक विशेषताओं से ही निर्धारित होती है।

अर्धचालक उद्योग में सामान्य गैसों का वर्गीकरण

साधारण गैस

साधारण गैस को थोक गैस भी कहा जाता है: यह 5N से कम शुद्धता की आवश्यकता और बड़े उत्पादन और बिक्री की मात्रा वाली औद्योगिक गैस को संदर्भित करता है। इसे विभिन्न तैयारी 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

स्पेशलिटी गैस से तात्पर्य औद्योगिक गैस से है जिसका उपयोग विशिष्ट क्षेत्रों में किया जाता है और इसकी शुद्धता, विविधता और गुणों के लिए विशेष आवश्यकताएं होती हैं। मुख्य रूप सेSiH4, PH3, B2H6, A8H3,एचसीएल, सीएफ4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, बीसीएल3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… और इसी तरह।

मसालेदार गैसों के प्रकार

विशेष गैसों के प्रकार: संक्षारक, विषाक्त, ज्वलनशील, दहन-सहायक, निष्क्रिय, आदि।
आमतौर पर उपयोग की जाने वाली अर्धचालक गैसों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:
(i) संक्षारक/विषाक्त:एचसीएल、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、PH3、Cl2、बीसीएल3…
(ii) ज्वलनशील: H2、सीएच4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2、B2H6、CH2F2、CH3F、CO...
(iii) दहनशील: O2、Cl2、N2O、NF3...
(iv) निष्क्रिय: N2、सीएफ4、C2F6、C4F8、SF6、CO2、Ne、Kr,वह…

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

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 उनमें रिसाव होता रहेगा, वे हवा में ऑक्सीजन के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करेंगे और जलने लगेंगे; और AsH3 अत्यधिक विषैला होता है। किसी भी मामूली रिसाव से लोगों के जीवन को नुकसान हो सकता है, इसलिए विशेष गैसों के उपयोग के लिए नियंत्रण प्रणाली डिजाइन की सुरक्षा की आवश्यकताएं विशेष रूप से अधिक हैं।

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

गैस की शुद्धता

गैस में अशुद्धता वातावरण की सामग्री को आमतौर पर गैस 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 पहुंचती है, और अशुद्धता वायुमंडल सामग्री पीपीएम (प्रति मिलियन भाग), पीपीबी (प्रति बिलियन भाग), और पीपीटी (प्रति ट्रिलियन भाग) के मात्रा अनुपात द्वारा भी व्यक्त की जाती है। इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक क्षेत्र में विशेष गैसों की शुद्धता और गुणवत्ता स्थिरता के लिए उच्चतम आवश्यकताएं हैं, और इलेक्ट्रॉनिक विशेष गैसों की शुद्धता आम तौर पर 6N से अधिक होती है।

शुष्कता

गैस में ट्रेस पानी की मात्रा, या गीलापन, आमतौर पर ओस बिंदु में व्यक्त किया जाता है, जैसे वायुमंडलीय ओस बिंदु -70 ℃।

साफ़-सफ़ाई

गैस में प्रदूषक कणों की संख्या, µm कण आकार वाले कणों को कितने कणों/M3 में व्यक्त किया जाता है। संपीड़ित हवा के लिए, इसे आमतौर पर अपरिहार्य ठोस अवशेषों के मिलीग्राम/एम3 में व्यक्त किया जाता है, जिसमें तेल सामग्री भी शामिल है।