પ્રમાણમાં અદ્યતન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ સાથે સેમિકન્ડક્ટર વેફર ફાઉન્ડ્રીની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, લગભગ 50 વિવિધ પ્રકારના વાયુઓની જરૂર પડે છે. વાયુઓને સામાન્ય રીતે બલ્ક વાયુઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે અનેખાસ વાયુઓ.

માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગોમાં ગેસનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયાઓમાં ગેસનો ઉપયોગ હંમેશા મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, ખાસ કરીને સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયાઓ વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ULSI, TFT-LCD થી વર્તમાન માઇક્રો-ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ (MEMS) ઉદ્યોગમાં, સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ ઉત્પાદન ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ તરીકે થાય છે, જેમાં ડ્રાય ઇચિંગ, ઓક્સિડેશન, આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન, પાતળી ફિલ્મ ડિપોઝિશન વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઘણા લોકો જાણે છે કે ચિપ્સ રેતીમાંથી બને છે, પરંતુ ચિપ ઉત્પાદનની સમગ્ર પ્રક્રિયાને જોતા, વધુ સામગ્રીની જરૂર છે, જેમ કે ફોટોરેસિસ્ટ, પોલિશિંગ પ્રવાહી, લક્ષ્ય સામગ્રી, ખાસ ગેસ વગેરે અનિવાર્ય છે. બેક-એન્ડ પેકેજીંગ માટે વિવિધ સામગ્રીના સબસ્ટ્રેટ, ઇન્ટરપોઝર, લીડ ફ્રેમ્સ, બોન્ડિંગ સામગ્રી વગેરેની પણ જરૂર પડે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક સ્પેશિયલ ગેસ એ સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન ખર્ચમાં સિલિકોન વેફર્સ પછી બીજા નંબરની સૌથી મોટી સામગ્રી છે, ત્યારબાદ માસ્ક અને ફોટોરેસિસ્ટ છે.

ગેસની શુદ્ધતા ઘટકોની કામગીરી અને ઉત્પાદનની ઉપજ પર નિર્ણાયક પ્રભાવ ધરાવે છે, અને ગેસ પુરવઠાની સલામતી કર્મચારીઓના સ્વાસ્થ્ય અને ફેક્ટરી કામગીરીની સલામતી સાથે સંબંધિત છે. ગેસની શુદ્ધતા પ્રક્રિયા લાઇન અને કર્મચારીઓ પર શા માટે આટલી મોટી અસર કરે છે? આ અતિશયોક્તિ નથી, પરંતુ ગેસની જ ખતરનાક લાક્ષણિકતાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં સામાન્ય વાયુઓનું વર્ગીકરણ

સામાન્ય ગેસ

સામાન્ય ગેસને જથ્થાબંધ ગેસ પણ કહેવામાં આવે છે: તે 5N કરતા ઓછી શુદ્ધતાની જરૂરિયાત અને મોટા ઉત્પાદન અને વેચાણ વોલ્યુમ સાથે ઔદ્યોગિક ગેસનો સંદર્ભ આપે છે. તેને તૈયારીની વિવિધ પદ્ધતિઓ અનુસાર એર સેપરેશન ગેસ અને સિન્થેટિક ગેસમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. હાઇડ્રોજન (H2), નાઇટ્રોજન (N2), ઓક્સિજન (O2), આર્ગોન (A2), વગેરે;

વિશેષતા ગેસ

વિશેષતા ગેસ એ ઔદ્યોગિક ગેસનો સંદર્ભ આપે છે જેનો ઉપયોગ ચોક્કસ ક્ષેત્રોમાં થાય છે અને તેની શુદ્ધતા, વિવિધતા અને ગુણધર્મો માટે વિશેષ જરૂરિયાતો હોય છે. મુખ્યત્વેSiH4, PH3, B2H6, A8H3,એચસીએલ, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… અને તેથી વધુ.

સ્પેશિયલ વાયુઓના પ્રકાર

વિશિષ્ટ વાયુઓના પ્રકારો: કાટરોધક, ઝેરી, જ્વલનશીલ, દહન-સહાયક, નિષ્ક્રિય, વગેરે.
સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સેમિકન્ડક્ટર વાયુઓને નીચે પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:
(i) ક્ષતિગ્રસ્ત/ઝેરી:HCl、BF3、WF6、HBr、SiH2Cl2,NH3,PH3,Cl2,BCl3…
(ii) જ્વલનશીલ: H2,CH4,SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO…
(iii) જ્વલનશીલ: O2, Cl2, N2O, NF3…
(iv) જડ: N2,CF4,C2F6,C4F8,SF6CO2,Ne,Kr,તે…

સેમિકન્ડક્ટર ચિપના ઉત્પાદનની પ્રક્રિયામાં, લગભગ 50 વિવિધ પ્રકારના વિશિષ્ટ વાયુઓ (જેને વિશેષ વાયુઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) નો ઉપયોગ ઓક્સિડેશન, પ્રસરણ, ડિપોઝિશન, ઇચિંગ, ઇન્જેક્શન, ફોટોલિથોગ્રાફી અને અન્ય પ્રક્રિયાઓમાં થાય છે અને કુલ પ્રક્રિયાના પગલાં સેંકડો કરતાં વધી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, PH3 અને AsH3 નો ઉપયોગ આયન ઇમ્પ્લાન્ટેશન પ્રક્રિયામાં ફોસ્ફરસ અને આર્સેનિક સ્ત્રોત તરીકે થાય છે, F- આધારિત વાયુઓ CF4, CHF3, SF6 અને હેલોજન વાયુઓ CI2, BCI3, HBr નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એચિંગ પ્રક્રિયામાં થાય છે, SiH4, NH3, N2O માં ફોટોલિથોગ્રાફી પ્રક્રિયામાં ડિપોઝિશન ફિલ્મ પ્રક્રિયા, F2/Kr/Ne, Kr/Ne.

ઉપરોક્ત પાસાઓ પરથી આપણે સમજી શકીએ છીએ કે ઘણા સેમિકન્ડક્ટર વાયુઓ માનવ શરીર માટે હાનિકારક છે. ખાસ કરીને, કેટલાક વાયુઓ, જેમ કે SiH4, સ્વ-પ્રજ્વલિત છે. જ્યાં સુધી તેઓ લીક થાય ત્યાં સુધી, તેઓ હવામાં ઓક્સિજન સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા કરશે અને બર્ન કરવાનું શરૂ કરશે; અને એએસએચ3 અત્યંત ઝેરી છે. કોઈપણ સહેજ લિકેજ લોકોના જીવનને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, તેથી ખાસ વાયુઓના ઉપયોગ માટે કંટ્રોલ સિસ્ટમ ડિઝાઇનની સલામતી માટેની આવશ્યકતાઓ ખાસ કરીને ઊંચી છે.

સેમિકન્ડક્ટર્સને "ત્રણ ડિગ્રી" ધરાવતા ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા વાયુઓની જરૂર પડે છે.

ગેસ શુદ્ધતા

ગેસમાં અશુદ્ધ વાતાવરણની સામગ્રી સામાન્ય રીતે ગેસ શુદ્ધતાની ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે, જેમ કે 99.9999%. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, ઇલેક્ટ્રોનિક વિશિષ્ટ વાયુઓ માટેની શુદ્ધતાની જરૂરિયાત 5N-6N સુધી પહોંચે છે, અને તે અશુદ્ધ વાતાવરણ સામગ્રી ppm (ભાગ દીઠ મિલિયન), ppb (ભાગ દીઠ અબજ), અને ppt (ભાગ દીઠ ટ્રિલિયન) દ્વારા પણ વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક સેમિકન્ડક્ટર ફિલ્ડમાં વિશિષ્ટ વાયુઓની શુદ્ધતા અને ગુણવત્તાની સ્થિરતા માટે સૌથી વધુ આવશ્યકતાઓ હોય છે, અને ઇલેક્ટ્રોનિક વિશેષ વાયુઓની શુદ્ધતા સામાન્ય રીતે 6N કરતા વધારે હોય છે.

શુષ્કતા

ગેસમાં ટ્રેસ વોટરની સામગ્રી, અથવા ભીનાશ, સામાન્ય રીતે ઝાકળ બિંદુમાં વ્યક્ત થાય છે, જેમ કે વાતાવરણીય ઝાકળ બિંદુ -70℃.

સ્વચ્છતા

ગેસમાં પ્રદૂષક કણોની સંખ્યા, µm કણના કદવાળા કણો, કેટલા કણો/M3 માં દર્શાવવામાં આવે છે. સંકુચિત હવા માટે, તે સામાન્ય રીતે અનિવાર્ય ઘન અવશેષોના mg/m3 માં વ્યક્ત થાય છે, જેમાં તેલની સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે.