താരതമ്യേന പുരോഗമിച്ച ഉൽപാദന പ്രക്രിയകളുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ വേഫർ ഫൗണ്ടറികളുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ഏകദേശം 50 വ്യത്യസ്ത തരം വാതകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. വാതകങ്ങളെ സാധാരണയായി ബൾക്ക് വാതകങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെപ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ.

മൈക്രോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിലും സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായങ്ങളിലും വാതകങ്ങളുടെ പ്രയോഗം അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകളിൽ വാതകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം എല്ലായ്‌പ്പോഴും ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ സെമികണ്ടക്ടർ പ്രക്രിയകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ULSI, TFT-LCD മുതൽ നിലവിലെ മൈക്രോ-ഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ (MEMS) വ്യവസായം വരെ, അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകൾ ഉൽപ്പന്ന നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ ഡ്രൈ എച്ചിംഗ്, ഓക്‌സിഡേഷൻ, അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ, നേർത്ത ഫിലിം ഡിപ്പോസിഷൻ മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, ചിപ്പുകൾ മണൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് പലർക്കും അറിയാം, എന്നാൽ ചിപ്പ് നിർമ്മാണത്തിന്റെ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും നോക്കുമ്പോൾ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്, പോളിഷിംഗ് ലിക്വിഡ്, ടാർഗെറ്റ് മെറ്റീരിയൽ, സ്പെഷ്യൽ ഗ്യാസ് മുതലായവ പോലുള്ള കൂടുതൽ വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമാണ്. ബാക്ക്-എൻഡ് പാക്കേജിംഗിന് വിവിധ വസ്തുക്കളുടെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, ഇന്റർപോസറുകൾ, ലെഡ് ഫ്രെയിമുകൾ, ബോണ്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ മുതലായവ ആവശ്യമാണ്. സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ ചെലവിൽ സിലിക്കൺ വേഫറുകൾക്ക് ശേഷം മാസ്കുകളും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകളും കഴിഞ്ഞാൽ രണ്ടാമത്തെ വലിയ മെറ്റീരിയലാണ് ഇലക്ട്രോണിക് സ്പെഷ്യൽ വാതകങ്ങൾ.

വാതകത്തിന്റെ പരിശുദ്ധി ഘടകങ്ങളുടെ പ്രകടനത്തിലും ഉൽപ്പന്ന വിളവിലും നിർണായക സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, കൂടാതെ വാതക വിതരണത്തിന്റെ സുരക്ഷ ജീവനക്കാരുടെ ആരോഗ്യവുമായും ഫാക്ടറി പ്രവർത്തനത്തിന്റെ സുരക്ഷയുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വാതകത്തിന്റെ പരിശുദ്ധി പ്രോസസ് ലൈനിലും ജീവനക്കാരിലും ഇത്ര വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? ഇത് അതിശയോക്തിയല്ല, മറിച്ച് വാതകത്തിന്റെ തന്നെ അപകടകരമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകളാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിലെ സാധാരണ വാതകങ്ങളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

സാധാരണ ഗ്യാസ്

സാധാരണ വാതകത്തെ ബൾക്ക് ഗ്യാസ് എന്നും വിളിക്കുന്നു: 5N-ൽ താഴെ ശുദ്ധത ആവശ്യകതയും വലിയ ഉൽപാദന, വിൽപ്പന അളവും ഉള്ള വ്യാവസായിക വാതകത്തെയാണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. വ്യത്യസ്ത തയ്യാറെടുപ്പ് രീതികൾ അനുസരിച്ച് ഇതിനെ വായു വേർതിരിക്കൽ വാതകമായും സിന്തറ്റിക് വാതകമായും വിഭജിക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ (H2), നൈട്രജൻ (N2), ഓക്സിജൻ (O2), ആർഗോൺ (A2), മുതലായവ;

സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്യാസ്

പ്രത്യേക മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യാവസായിക വാതകത്തെയാണ് സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്യാസ് എന്ന് പറയുന്നത്, കൂടാതെ പരിശുദ്ധി, വൈവിധ്യം, ഗുണവിശേഷതകൾ എന്നിവയ്ക്ക് പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളുമുണ്ട്. പ്രധാനമായും ഇത് വ്യാവസായിക വാതകമാണ്.സിഎച്ച്4, പിഎച്ച്3, ബി2എച്ച്6, എ8എച്ച്3,എച്ച്.സി.എൽ., സിഎഫ്4,എൻഎച്ച്3, പി‌ഒ‌സി‌എൽ3, എസ്‌ഐ‌എച്ച്2സി‌എൽ2, എസ്‌ഐ‌എച്ച്‌സി‌എൽ3,എൻഎച്ച്3, ബിസിഎൽ3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,എസ്എഫ്6… ഇത്യാദി.

സ്പേഷ്യൽ വാതകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ

പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ: ദ്രവിപ്പിക്കുന്ന, വിഷാംശം ഉള്ള, കത്തുന്ന, ജ്വലനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന, നിഷ്ക്രിയ, മുതലായവ.
സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അർദ്ധചാലക വാതകങ്ങളെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
(i) നശിപ്പിക്കുന്ന/വിഷകരമായ:എച്ച്.സി.എൽ、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、ബിസിഎൽ3…
(ii) കത്തുന്നവ: H2,സിഎച്ച് 4、,സിഎച്ച്4、PH3,AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO...
(iii) ജ്വലനം: O2,Cl2,N2O,NF3…
(iv) നിഷ്ക്രിയം: N2,സിഎഫ്4、സി2എഫ്6、സി 4 എഫ് 8、,എസ്എഫ്6CO2,Ne、,Kr, അവൻ...

സെമികണ്ടക്ടർ ചിപ്പ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ഓക്സിഡേഷൻ, ഡിഫ്യൂഷൻ, ഡിപ്പോസിഷൻ, എച്ചിംഗ്, ഇഞ്ചക്ഷൻ, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി, മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയിൽ ഏകദേശം 50 വ്യത്യസ്ത തരം പ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ (പ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു) ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ മൊത്തം പ്രക്രിയ ഘട്ടങ്ങൾ നൂറുകണക്കിന് കവിയുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ PH3, AsH3 എന്നിവ ഫോസ്ഫറസ്, ആർസെനിക് സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, F-അധിഷ്ഠിത വാതകങ്ങൾ CF4, CHF3, SF6, ഹാലോജൻ വാതകങ്ങൾ CI2, BCI3, HBr എന്നിവ എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഡിപ്പോസിഷൻ ഫിലിം പ്രക്രിയയിൽ SiH4, NH3, N2O, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ F2/Kr/Ne, Kr/Ne എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മുകളിൽ പറഞ്ഞ വശങ്ങളിൽ നിന്ന്, പല അർദ്ധചാലക വാതകങ്ങളും മനുഷ്യശരീരത്തിന് ഹാനികരമാണെന്ന് നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും. പ്രത്യേകിച്ച്, SiH4 പോലുള്ള ചില വാതകങ്ങൾ സ്വയം ജ്വലിക്കുന്നവയാണ്. അവ ചോർന്നൊലിക്കുന്നിടത്തോളം, അവ വായുവിലെ ഓക്സിജനുമായി ശക്തമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് കത്താൻ തുടങ്ങും; കൂടാതെ AsH3 വളരെ വിഷാംശമുള്ളതാണ്. ഏതെങ്കിലും ചെറിയ ചോർച്ച ആളുകളുടെ ജീവിതത്തിന് ദോഷം വരുത്തിയേക്കാം, അതിനാൽ പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തിനുള്ള നിയന്ത്രണ സംവിധാന രൂപകൽപ്പനയുടെ സുരക്ഷയ്ക്കുള്ള ആവശ്യകതകൾ വളരെ ഉയർന്നതാണ്.

അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള വാതകങ്ങൾ "മൂന്ന് ഡിഗ്രി" ഉണ്ടായിരിക്കണം.

വാതക ശുദ്ധത

വാതകത്തിലെ അശുദ്ധ അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം സാധാരണയായി വാതക പരിശുദ്ധിയുടെ ഒരു ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് 99.9999%. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ഇലക്ട്രോണിക് പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധിയുടെ ആവശ്യകത 5N-6N ൽ എത്തുന്നു, കൂടാതെ അശുദ്ധ അന്തരീക്ഷ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ വോളിയം അനുപാതം ppm (പാർട്ട് പെർ മില്യൺ), ppb (പാർട്ട് പെർ ബില്യൺ), ppt (പാർട്ട് പെർ ട്രില്യൺ) എന്നിവയിലൂടെയും ഇത് പ്രകടിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധിക്കും ഗുണനിലവാര സ്ഥിരതയ്ക്കും ഏറ്റവും ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ ഇലക്ട്രോണിക് സെമികണ്ടക്ടർ ഫീൽഡിനാണ്, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണിക് പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധി സാധാരണയായി 6N നേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

വരൾച്ച

വാതകത്തിലെ ട്രേസ് വാട്ടർ ഉള്ളടക്കം, അല്ലെങ്കിൽ ഈർപ്പം, സാധാരണയായി മഞ്ഞു പോയിന്റിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് അന്തരീക്ഷ മഞ്ഞു പോയിന്റ് -70℃.

ശുചിത്വം

µm എന്ന കണിക വലിപ്പമുള്ള കണികകളായ വാതകത്തിലെ മലിനീകരണ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം, എത്ര കണികകൾ/M3 എന്നതിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. കംപ്രസ് ചെയ്ത വായുവിന്, ഇത് സാധാരണയായി ഒഴിവാക്കാനാവാത്ത ഖര അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ mg/m3 എന്നതിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതിൽ എണ്ണയുടെ അംശം ഉൾപ്പെടുന്നു.