তুলনামূলকভাবে উন্নত উৎপাদন প্রক্রিয়া সম্পন্ন সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার ফাউন্ড্রিগুলোর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় প্রায় ৫০ ধরনের গ্যাসের প্রয়োজন হয়। গ্যাসগুলোকে সাধারণত বাল্ক গ্যাস এবংবিশেষ গ্যাস.

মাইক্রোইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে গ্যাসের প্রয়োগ সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলিতে গ্যাসের ব্যবহার সর্বদা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে, বিশেষ করে বিভিন্ন শিল্পে সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ইউএলএসআই (ULSI), টিএফটি-এলসিডি (TFT-LCD) থেকে শুরু করে বর্তমান মাইক্রো-ইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল (MEMS) শিল্প পর্যন্ত, সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলি পণ্য উৎপাদন প্রক্রিয়া হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে ড্রাই এচিং, অক্সিডেশন, আয়ন ইমপ্লান্টেশন, থিন ফিল্ম ডিপোজিশন ইত্যাদি।

উদাহরণস্বরূপ, অনেকেই জানেন যে চিপ বালি দিয়ে তৈরি হয়, কিন্তু চিপ তৈরির সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াটি দেখলে বোঝা যায় যে আরও অনেক উপকরণের প্রয়োজন হয়, যেমন ফটোরেজিস্ট, পলিশিং লিকুইড, টার্গেট মেটেরিয়াল, বিশেষ গ্যাস ইত্যাদি অপরিহার্য। ব্যাক-এন্ড প্যাকেজিংয়ের জন্যও বিভিন্ন উপকরণের সাবস্ট্রেট, ইন্টারপোজার, লিড ফ্রেম, বন্ডিং মেটেরিয়াল ইত্যাদির প্রয়োজন হয়। সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন খরচে সিলিকন ওয়েফারের পর ইলেকট্রনিক বিশেষ গ্যাস হলো দ্বিতীয় বৃহত্তম উপকরণ, এবং এর পরেই রয়েছে মাস্ক ও ফটোরেজিস্ট।

গ্যাসের বিশুদ্ধতা যন্ত্রাংশের কার্যকারিতা এবং উৎপাদনের পরিমাণের উপর নির্ণায়ক প্রভাব ফেলে, এবং গ্যাস সরবরাহের নিরাপত্তা কর্মীদের স্বাস্থ্য ও কারখানার কার্যক্রমের নিরাপত্তার সাথে সম্পর্কিত। প্রসেস লাইন এবং কর্মীদের উপর গ্যাসের বিশুদ্ধতার এত বড় প্রভাব কেন? এটি কোনো অতিরঞ্জন নয়, বরং গ্যাসটির নিজস্ব বিপজ্জনক বৈশিষ্ট্য দ্বারাই তা নির্ধারিত হয়।

সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যবহৃত সাধারণ গ্যাসসমূহের শ্রেণিবিন্যাস

সাধারণ গ্যাস

সাধারণ গ্যাসকে বাল্ক গ্যাসও বলা হয়: এটি এমন শিল্প গ্যাসকে বোঝায় যার বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা 5N-এর চেয়ে কম এবং যার উৎপাদন ও বিক্রয়ের পরিমাণ অনেক বেশি। বিভিন্ন প্রস্তুতি পদ্ধতি অনুসারে একে বায়ু পৃথকীকরণ গ্যাস এবং সংশ্লেষিত গ্যাসে ভাগ করা যায়। হাইড্রোজেন (H2), নাইট্রোজেন (N2), অক্সিজেন (O2), আর্গন (A2), ইত্যাদি।

বিশেষ গ্যাস

বিশেষ গ্যাস বলতে সেই শিল্প গ্যাসকে বোঝায় যা নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয় এবং যার বিশুদ্ধতা, প্রকারভেদ ও বৈশিষ্ট্যের জন্য বিশেষ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। প্রধানতSiH4, PH3, B2H6, A8H3,এইচসিএল, সিএফ৪,NH3, POCL3, SIH2CL2, SIHCL3,NH3, বিসিএল৩, SIF4, CLF3, CO, C2F6, N2O, F2, HF, HBR,এসএফ৬… এবং এভাবেই চলতে থাকে।

বিশেষ গ্যাসের প্রকারভেদ

বিশেষ গ্যাসের প্রকারভেদ: ক্ষয়কারী, বিষাক্ত, দাহ্য, দহন-সহায়ক, নিষ্ক্রিয়, ইত্যাদি।
সাধারণত ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর গ্যাসগুলোকে নিম্নোক্তভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:
(i) ক্ষয়কারী/বিষাক্ত:এইচসিএল、BF3、 WF6、HBr、SiH2Cl2、NH3、 PH3、Cl2、বিসিএল৩…
(ii) দাহ্য: H2、CH4、SiH4、PH3、AsH3、SiH2Cl2,B2H6、CH2F2,CH3F,CO…
(iii) দাহ্য: O2、Cl2、N2O、NF3…
(iv) নিষ্ক্রিয়: N2、সিএফ৪、C2F6、সি৪এফ৮、এসএফ৬、CO2、Ne、Krসে…

সেমিকন্ডাক্টর চিপ তৈরির প্রক্রিয়ায়, অক্সিডেশন, ডিফিউশন, ডিপোজিশন, এচিং, ইনজেকশন, ফটোলিথোগ্রাফি এবং অন্যান্য প্রক্রিয়ায় প্রায় ৫০ ধরনের বিশেষ গ্যাস (বিশেষ গ্যাস হিসেবে পরিচিত) ব্যবহৃত হয় এবং এর মোট প্রক্রিয়াকরণ ধাপের সংখ্যা শতাধিক। উদাহরণস্বরূপ, আয়ন ইমপ্লান্টেশন প্রক্রিয়ায় ফসফরাস ও আর্সেনিকের উৎস হিসেবে PH3 এবং AsH3 ব্যবহৃত হয়; এচিং প্রক্রিয়ায় সাধারণত F-ভিত্তিক গ্যাস CF4, CHF3, SF6 এবং হ্যালোজেন গ্যাস CI2, BCI3, HBr ব্যবহৃত হয়; ডিপোজিশন ফিল্ম প্রক্রিয়ায় SiH4, NH3, N2O এবং ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ায় F2/Kr/Ne, Kr/Ne ব্যবহৃত হয়।

উপরোক্ত বিষয়গুলো থেকে আমরা বুঝতে পারি যে, অনেক সেমিকন্ডাক্টর গ্যাস মানবদেহের জন্য ক্ষতিকর। বিশেষ করে, SiH4-এর মতো কিছু গ্যাস স্বতঃস্ফূর্তভাবে জ্বলে ওঠে। এগুলো লিক করলেই বাতাসের অক্সিজেনের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে জ্বলতে শুরু করে; এবং AsH3 অত্যন্ত বিষাক্ত। এর সামান্যতম লিকও মানুষের জীবনের জন্য ক্ষতিকর হতে পারে, তাই বিশেষ গ্যাস ব্যবহারের ক্ষেত্রে কন্ট্রোল সিস্টেমের নকশার নিরাপত্তার জন্য প্রয়োজনীয়তা বিশেষভাবে বেশি।

সেমিকন্ডাক্টরের জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধ গ্যাসের "তিনটি স্তর" থাকা প্রয়োজন।

গ্যাসের বিশুদ্ধতা

গ্যাসের মধ্যে থাকা অশুদ্ধিপূর্ণ পরিমণ্ডলের পরিমাণ সাধারণত গ্যাসের বিশুদ্ধতার শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়, যেমন ৯৯.৯৯৯৯%। সাধারণভাবে, ইলেকট্রনিক বিশেষ গ্যাসগুলির জন্য বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা 5N-6N পর্যন্ত পৌঁছায় এবং এটি অশুদ্ধিপূর্ণ পরিমণ্ডলের পরিমাণ ppm (পার্ট পার মিলিয়ন), ppb (পার্ট পার বিলিয়ন), এবং ppt (পার্ট পার ট্রিলিয়ন)-এর আয়তন অনুপাত দ্বারাও প্রকাশ করা হয়। ইলেকট্রনিক সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে বিশেষ গ্যাসগুলির বিশুদ্ধতা এবং গুণমানের স্থিতিশীলতার জন্য সর্বোচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং ইলেকট্রনিক বিশেষ গ্যাসগুলির বিশুদ্ধতা সাধারণত 6N-এর চেয়ে বেশি হয়।

শুষ্কতা

গ্যাসে থাকা সামান্য জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বা আর্দ্রতা সাধারণত শিশির বিন্দুতে প্রকাশ করা হয়, যেমন বায়ুমণ্ডলীয় শিশির বিন্দু -৭০℃।

পরিচ্ছন্নতা

গ্যাসে থাকা দূষণকারী কণার সংখ্যা, অর্থাৎ µm আকারের কণা, প্রতি ঘনমিটারে (m³) কতটি কণা রয়েছে, তা এককে প্রকাশ করা হয়। সংকুচিত বায়ুর ক্ষেত্রে, এটি সাধারণত প্রতি ঘনমিটারে মিলিগ্রাম (mg/m³) অনিবার্য কঠিন অবশেষের পরিমাণ হিসেবে প্রকাশ করা হয়, যার মধ্যে তেলের পরিমাণও অন্তর্ভুক্ত থাকে।