താരതമ്യേന പുരോഗമിച്ച ഉൽപാദന പ്രക്രിയകളുള്ള അർദ്ധചാലക വേഫർ ഫൗണ്ടറികളുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ ഏകദേശം 50 വ്യത്യസ്ത തരം വാതകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. വാതകങ്ങളെ പൊതുവെ ബൾക്ക് വാതകങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നുപ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ.

മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, അർദ്ധചാലക വ്യവസായങ്ങളിൽ വാതകങ്ങളുടെ പ്രയോഗം അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകളിൽ വാതകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം എല്ലായ്പ്പോഴും ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്, പ്രത്യേകിച്ച് അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകൾ വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ULSI, TFT-LCD മുതൽ നിലവിലെ മൈക്രോ-ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ (MEMS) വ്യവസായം വരെ, അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകൾ ഡ്രൈ എച്ചിംഗ്, ഓക്‌സിഡേഷൻ, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ, നേർത്ത ഫിലിം ഡിപ്പോസിഷൻ മുതലായവ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഉൽപ്പന്ന നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, ചിപ്പുകൾ മണൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചതെന്ന് പലർക്കും അറിയാം, പക്ഷേ ചിപ്പ് നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും നോക്കുമ്പോൾ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്, പോളിഷിംഗ് ലിക്വിഡ്, ടാർഗെറ്റ് മെറ്റീരിയൽ, സ്പെഷ്യൽ ഗ്യാസ് മുതലായവ പോലുള്ള കൂടുതൽ മെറ്റീരിയലുകൾ ആവശ്യമാണ്. ബാക്ക്-എൻഡ് പാക്കേജിംഗിനും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, ഇൻ്റർപോസറുകൾ, ലെഡ് ഫ്രെയിമുകൾ, ബോണ്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ മുതലായവ ആവശ്യമാണ്. അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണച്ചെലവിൽ സിലിക്കൺ വേഫറുകൾക്ക് ശേഷം, മാസ്കുകളും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകളും കഴിഞ്ഞാൽ ഏറ്റവും വലിയ രണ്ടാമത്തെ വസ്തുവാണ് ഇലക്ട്രോണിക് പ്രത്യേക വാതകങ്ങൾ.

വാതകത്തിൻ്റെ പരിശുദ്ധി ഘടകത്തിൻ്റെ പ്രകടനത്തിലും ഉൽപ്പന്ന വിളവിലും നിർണ്ണായക സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, കൂടാതെ ഗ്യാസ് വിതരണത്തിൻ്റെ സുരക്ഷ ജീവനക്കാരുടെ ആരോഗ്യവും ഫാക്ടറി പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സുരക്ഷയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. പ്രോസസ് ലൈനിലും ഉദ്യോഗസ്ഥരിലും വാതകത്തിൻ്റെ പരിശുദ്ധി ഇത്ര വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? ഇത് അതിശയോക്തിയല്ല, മറിച്ച് വാതകത്തിൻ്റെ അപകടകരമായ സ്വഭാവങ്ങളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിലെ സാധാരണ വാതകങ്ങളുടെ വർഗ്ഗീകരണം

സാധാരണ വാതകം

സാധാരണ വാതകത്തെ ബൾക്ക് ഗ്യാസ് എന്നും വിളിക്കുന്നു: ഇത് 5N-നേക്കാൾ കുറഞ്ഞ പരിശുദ്ധി ആവശ്യകതയും വലിയ ഉൽപ്പാദനവും വിൽപ്പനയും ഉള്ള വ്യാവസായിക വാതകത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത തയ്യാറെടുപ്പ് രീതികൾ അനുസരിച്ച് ഇതിനെ എയർ വേർപിരിയൽ ഗ്യാസ്, സിന്തറ്റിക് ഗ്യാസ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. ഹൈഡ്രജൻ (H2), നൈട്രജൻ (N2), ഓക്സിജൻ (O2), ആർഗോൺ (A2) മുതലായവ;

സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്യാസ്

പ്രത്യേക മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന വ്യാവസായിക വാതകത്തെ സ്പെഷ്യാലിറ്റി ഗ്യാസ് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ പരിശുദ്ധി, വൈവിധ്യം, ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളുമുണ്ട്. പ്രധാനമായുംSiH4, PH3, B2H6, A8H3,എച്ച്.സി.എൽ, CF4,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, BCL3, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,SF6… ഇത്യാദി.

പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ

പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ: നശിപ്പിക്കുന്ന, വിഷാംശം, ജ്വലനം, ജ്വലനം-പിന്തുണ, നിഷ്ക്രിയ മുതലായവ.
സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന അർദ്ധചാലക വാതകങ്ങളെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
(i) നശിപ്പിക്കുന്ന/വിഷകരമായ:HCl、BF3, WF6, HBr, SiH2Cl2, NH3, PH3, Cl2,BCl3…
(ii) ജ്വലിക്കുന്ന: H2,CH4,SiH4、PH3,AsH3,SiH2Cl2,B2H6,CH2F2,CH3F,CO...
(iii) ജ്വലനം: O2,Cl2,N2O,NF3...
(iv) നിഷ്ക്രിയം: N2,CF4C2F6,C4F8,SF6CO2,Ne,Kr, അവൻ…

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

മേൽപ്പറഞ്ഞ വശങ്ങളിൽ നിന്ന്, പല അർദ്ധചാലക വാതകങ്ങളും മനുഷ്യശരീരത്തിന് ഹാനികരമാണെന്ന് നമുക്ക് മനസ്സിലാക്കാം. പ്രത്യേകിച്ച്, SiH4 പോലുള്ള ചില വാതകങ്ങൾ സ്വയം ജ്വലിക്കുന്നവയാണ്. അവ ചോർന്നൊലിക്കുന്നിടത്തോളം, അവ വായുവിലെ ഓക്സിജനുമായി അക്രമാസക്തമായി പ്രതികരിക്കുകയും കത്താൻ തുടങ്ങുകയും ചെയ്യും; കൂടാതെ AsH3 ഉയർന്ന വിഷമാണ്. ഏതെങ്കിലും ചെറിയ ചോർച്ച ആളുകളുടെ ജീവിതത്തിന് ദോഷം വരുത്തിയേക്കാം, അതിനാൽ പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തിനുള്ള നിയന്ത്രണ സംവിധാനത്തിൻ്റെ രൂപകൽപ്പനയുടെ സുരക്ഷയുടെ ആവശ്യകതകൾ പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്നതാണ്.

അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള വാതകങ്ങൾ "മൂന്ന് ഡിഗ്രി" ഉണ്ടായിരിക്കണം

വാതക പരിശുദ്ധി

വാതകത്തിലെ അശുദ്ധമായ അന്തരീക്ഷത്തിൻ്റെ ഉള്ളടക്കം സാധാരണയായി 99.9999% പോലെ വാതക പരിശുദ്ധിയുടെ ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. പൊതുവായി പറഞ്ഞാൽ, ഇലക്ട്രോണിക് പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധി ആവശ്യകത 5N-6N-ൽ എത്തുന്നു, കൂടാതെ അശുദ്ധമായ അന്തരീക്ഷ ഉള്ളടക്കം ppm (പാർട്ട് പെർ മില്യൺ), പിപിബി (പാർട്ട് പെർ ബില്യൺ), പിപിടി (പാർട്ട് പെർ ട്രില്യൺ) എന്നിവയുടെ വോളിയം അനുപാതവും പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക് അർദ്ധചാലക ഫീൽഡിന് പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധിക്കും ഗുണനിലവാരമുള്ള സ്ഥിരതയ്ക്കും ഏറ്റവും ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണിക് പ്രത്യേക വാതകങ്ങളുടെ പരിശുദ്ധി പൊതുവെ 6N നേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

വരൾച്ച

അന്തരീക്ഷത്തിലെ മഞ്ഞു പോയിൻ്റ് -70℃ പോലെയുള്ള മഞ്ഞു പോയിൻ്റിലാണ് വാതകത്തിലെ ജലത്തിൻ്റെ അംശം അല്ലെങ്കിൽ ആർദ്രത സാധാരണയായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നത്.

ശുചിത്വം

വാതകത്തിലെ മലിനീകരണ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം, µm കണിക വലിപ്പമുള്ള കണങ്ങൾ, എത്ര കണികകൾ/M3 എന്നതിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. കംപ്രസ് ചെയ്ത വായുവിന്, ഇത് സാധാരണയായി ഒഴിവാക്കാനാകാത്ത ഖര അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ mg/m3 ൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതിൽ എണ്ണയുടെ ഉള്ളടക്കം ഉൾപ്പെടുന്നു.