సాపేక్షంగా అధునాతన ఉత్పత్తి ప్రక్రియలు కలిగిన సెమీకండక్టర్ వేఫర్ ఫౌండ్రీల తయారీ ప్రక్రియలో, దాదాపు 50 రకాల వాయువులు అవసరమవుతాయి. వాయువులను సాధారణంగా బల్క్ వాయువులు మరియుప్రత్యేక వాయువులు.

మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలలో వాయువుల వినియోగం సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలలో ఎల్లప్పుడూ ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించింది, ముఖ్యంగా సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలు వివిధ పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ULSI, TFT-LCD నుండి ప్రస్తుత మైక్రో-ఎలక్ట్రోమెకానికల్ (MEMS) పరిశ్రమ వరకు, డ్రై ఎచింగ్, ఆక్సీకరణ, అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్, థిన్ ఫిల్మ్ డిపోజిషన్ మొదలైన సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలు ఉత్పత్తి తయారీ ప్రక్రియలుగా ఉపయోగించబడతాయి.

ఉదాహరణకు, చిప్‌లు ఇసుకతో తయారవుతాయని చాలా మందికి తెలుసు, కానీ చిప్ తయారీ యొక్క మొత్తం ప్రక్రియను పరిశీలిస్తే, ఫోటోరెసిస్ట్, పాలిషింగ్ లిక్విడ్, టార్గెట్ మెటీరియల్, ప్రత్యేక వాయువు మొదలైన మరిన్ని పదార్థాలు అవసరమవుతాయి మరియు ఇవి తప్పనిసరి. బ్యాక్-ఎండ్ ప్యాకేజింగ్‌కు కూడా వివిధ పదార్థాలతో చేసిన సబ్‌స్ట్రేట్‌లు, ఇంటర్‌పోజర్‌లు, లీడ్ ఫ్రేమ్‌లు, బాండింగ్ మెటీరియల్స్ మొదలైనవి అవసరం. సెమీకండక్టర్ తయారీ ఖర్చులలో సిలికాన్ వేఫర్‌ల తర్వాత ఎలక్ట్రానిక్ ప్రత్యేక వాయువులు రెండవ అతిపెద్ద పదార్థం, ఆ తర్వాత మాస్క్‌లు మరియు ఫోటోరెసిస్ట్‌లు ఉంటాయి.

గ్యాస్ స్వచ్ఛత భాగాల పనితీరు మరియు ఉత్పత్తి దిగుబడిపై నిర్ణయాత్మక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, మరియు గ్యాస్ సరఫరా భద్రత సిబ్బంది ఆరోగ్యం మరియు ఫ్యాక్టరీ కార్యకలాపాల భద్రతతో ముడిపడి ఉంటుంది. గ్యాస్ స్వచ్ఛత ప్రాసెస్ లైన్ మరియు సిబ్బందిపై ఎందుకు ఇంత పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది? ఇది అతిశయోక్తి కాదు, కానీ గ్యాస్ యొక్క ప్రమాదకరమైన లక్షణాల వల్లే ఇది నిర్ణయించబడుతుంది.

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో సాధారణ వాయువుల వర్గీకరణ

సాధారణ గ్యాస్

సాధారణ వాయువును బల్క్ గ్యాస్ అని కూడా అంటారు: ఇది 5N కంటే తక్కువ స్వచ్ఛత అవసరం మరియు అధిక ఉత్పత్తి, అమ్మకాల పరిమాణం కలిగిన పారిశ్రామిక వాయువును సూచిస్తుంది. వివిధ తయారీ పద్ధతుల ప్రకారం దీనిని వాయు విభజన వాయువు మరియు సింథటిక్ గ్యాస్‌గా విభజించవచ్చు. హైడ్రోజన్ (H2), నైట్రోజన్ (N2), ఆక్సిజన్ (O2), ఆర్గాన్ (A2) మొదలైనవి;

ప్రత్యేక గ్యాస్

స్పెషాలిటీ గ్యాస్ అంటే నిర్దిష్ట రంగాలలో ఉపయోగించే పారిశ్రామిక గ్యాస్, దీనికి స్వచ్ఛత, రకం మరియు లక్షణాల విషయంలో ప్రత్యేక అవసరాలు ఉంటాయి. ప్రధానంగాSiH4, పిహెచ్3, బి2హెచ్6, ఎ8హెచ్3,హెచ్‌సిఎల్, సిఎఫ్4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,ఎస్ఎఫ్6… మరియు అలా కొనసాగుతుంది.

ప్రత్యేక వాయువుల రకాలు

ప్రత్యేక వాయువుల రకాలు: క్షయకారక, విషపూరిత, మండే, దహనానికి సహాయపడే, జడ, మొదలైనవి.
సాధారణంగా ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్ వాయువులను ఈ క్రింది విధంగా వర్గీకరించారు:
(i) తినివేసే/విషపూరితమైన:HCl、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、BCl3…
(ii) మండేది: H2、CH4、SiH4、PH3,AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO...
(iii) దహనశీలమైనవి: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) జడమైనది: N2、సిఎఫ్4C2F6సి4ఎఫ్8、ఎస్ఎఫ్6CO2Ne、Krఅతను…

సెమీకండక్టర్ చిప్ తయారీ ప్రక్రియలో, ఆక్సీకరణ, వ్యాపనం, నిక్షేపణ, ఎచింగ్, ఇంజెక్షన్, ఫోటోలిథోగ్రఫీ మరియు ఇతర ప్రక్రియలలో సుమారు 50 రకాల ప్రత్యేక వాయువులను (ప్రత్యేక వాయువులు అని పిలుస్తారు) ఉపయోగిస్తారు మరియు మొత్తం ప్రక్రియ దశలు వందలకు పైగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ ప్రక్రియలో ఫాస్ఫరస్ మరియు ఆర్సెనిక్ వనరులుగా PH3 మరియు AsH3లను ఉపయోగిస్తారు; ఎచింగ్ ప్రక్రియలో F-ఆధారిత వాయువులైన CF4, CHF3, SF6 మరియు హాలోజన్ వాయువులైన CI2, BCI3, HBrలను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు; నిక్షేపణ ఫిల్మ్ ప్రక్రియలో SiH4, NH3, N2Oలను; ఫోటోలిథోగ్రఫీ ప్రక్రియలో F2/Kr/Ne, Kr/Neలను ఉపయోగిస్తారు.

పై అంశాల నుండి, అనేక సెమీకండక్టర్ వాయువులు మానవ శరీరానికి హానికరమైనవని మనం అర్థం చేసుకోవచ్చు. ముఖ్యంగా, SiH4 వంటి కొన్ని వాయువులు స్వయంగా మండే స్వభావం కలిగి ఉంటాయి. అవి లీక్ అయినంత వరకు, గాలిలోని ఆక్సిజన్‌తో తీవ్రంగా చర్య జరిపి మండటం ప్రారంభిస్తాయి; మరియు AsH3 అత్యంత విషపూరితమైనది. ఏ మాత్రం లీకేజీ అయినా ప్రజల ప్రాణాలకు హాని కలిగించవచ్చు, కాబట్టి ప్రత్యేక వాయువుల వాడకం కోసం నియంత్రణ వ్యవస్థ రూపకల్పన భద్రతకు అవసరాలు చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి.

సెమీకండక్టర్లకు అధిక స్వచ్ఛత గల వాయువులు “మూడు డిగ్రీలు” కలిగి ఉండాలి

గ్యాస్ స్వచ్ఛత

వాయువులోని మలిన వాతావరణం యొక్క పరిమాణాన్ని సాధారణంగా వాయువు స్వచ్ఛత శాతంగా, ఉదాహరణకు 99.9999%గా వ్యక్తపరుస్తారు. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఎలక్ట్రానిక్ ప్రత్యేక వాయువులకు స్వచ్ఛత ఆవశ్యకత 5N-6N వరకు ఉంటుంది, మరియు దీనిని మలిన వాతావరణం యొక్క పరిమాణ నిష్పత్తిని ppm (పార్ట్ పర్ మిలియన్), ppb (పార్ట్ పర్ బిలియన్), మరియు ppt (పార్ట్ పర్ ట్రిలియన్) లలో కూడా వ్యక్తపరుస్తారు. ఎలక్ట్రానిక్ సెమీకండక్టర్ రంగంలో ప్రత్యేక వాయువుల స్వచ్ఛత మరియు నాణ్యత స్థిరత్వంపై అత్యధిక ఆవశ్యకతలు ఉంటాయి, మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రత్యేక వాయువుల స్వచ్ఛత సాధారణంగా 6N కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

పొడి

వాయువులోని స్వల్ప నీటి పరిమాణాన్ని, లేదా తేమను, సాధారణంగా మంచు బిందువులో వ్యక్తపరుస్తారు, ఉదాహరణకు వాతావరణ మంచు బిందువు -70℃.

పరిశుభ్రత

వాయువులోని కాలుష్య కణాల సంఖ్యను (µm కణ పరిమాణం గల కణాలు) ఎన్ని కణాలు/M3 లో వ్యక్తపరుస్తారు. సంపీడన గాలి విషయంలో, దీనిని సాధారణంగా నూనె శాతంతో సహా, తప్పించుకోలేని ఘన అవశేషాల రూపంలో mg/m3 లో వ్యక్తపరుస్తారు.