વૈશ્વિક સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ સાથે, ચિપ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ સંપૂર્ણપણે નેનોમીટર યુગમાં પ્રવેશી ગઈ છે. આ અત્યંત સચોટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, કોઈપણ મિનિટની પર્યાવરણીય વધઘટ અથવા સામગ્રીની અશુદ્ધતા વેફર્સની સંપૂર્ણ બેચને સ્ક્રેપ કરી શકે છે. તેથી, ઇલેક્ટ્રોનિક વિશેષતા વાયુઓ અને ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ઔદ્યોગિક વાયુઓ બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવે છે. તેમની વચ્ચે, ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્રવાહી આર્ગોન તેની અંતિમ રાસાયણિક જડતા અને ઉત્કૃષ્ટ ભૌતિક ગુણધર્મોને કારણે સેમિકન્ડક્ટર ફેબ્સની દૈનિક કામગીરીમાં એક અનિવાર્ય ચાવી બની ગઈ છે.

આ લેખ ચિપ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં લિક્વિડ આર્ગોનની મુખ્ય એપ્લિકેશનોનું ઊંડાણપૂર્વક વિશ્લેષણ કરશે અને એન્ટરપ્રાઇઝ સપ્લાય ચેઇન ટીમો માટે વ્યાવસાયિક પ્રાપ્તિ માર્ગદર્શિકા પ્રદાન કરશે.

કોર એપ્લિકેશન્સ: શા માટે લિક્વિડ આર્ગોન સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગથી અવિભાજ્ય છે?

ફ્રન્ટ-એન્ડ-ઓફ-લાઈન (FEOL) સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, સેમિકન્ડક્ટર માટે લિક્વિડ આર્ગોન મુખ્યત્વે નીચેના મુખ્ય તબક્કાઓમાં લાગુ કરવામાં આવે છે જે ઉત્પાદનની ઉપજ નક્કી કરે છે:

• શારીરિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD) / સ્પુટરિંગ: અલ્ટ્રા-પ્યોર આર્ગોન ગેસ, જે પ્રવાહી આર્ગોનના ગેસિફિકેશન દ્વારા રચાય છે, તે PVD સ્પુટરિંગ પ્રક્રિયાઓમાં સૌથી મુખ્ય પ્રવાહમાં કાર્યરત ગેસ છે. શૂન્યાવકાશ ચેમ્બરમાં, આર્ગોન આયનોને લક્ષ્ય સામગ્રી પર બોમ્બમારો કરવા માટે ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ દ્વારા વેગ આપવામાં આવે છે, જેના કારણે લક્ષ્ય પરમાણુઓ વિસર્જન થાય છે અને મેટલ ફિલ્મ બનાવવા માટે વેફર સપાટી પર સમાનરૂપે જમા થાય છે. ફિલ્મની ઘનતા અને વિદ્યુત સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉચ્ચ શુદ્ધતા એ પૂર્વશરત છે.
• 
  

• સંપૂર્ણપણે સલામત નિષ્ક્રિય રક્ષણાત્મક વાતાવરણ: મોનોક્રિસ્ટાલિન સિલિકોનની ખેંચવાની પ્રક્રિયા (જેમ કે ઝોક્રાલસ્કી પ્રક્રિયા) અને ઉચ્ચ-તાપમાન એનિલિંગ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન, સિલિકોન ઊંચા તાપમાને ઓક્સિજન સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. તેથી, હવાને બદલવા માટે આર્ગોન ગેસ સતત દાખલ થવો જોઈએ, જે ઓક્સિજન અને ભેજથી સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય વાતાવરણ પૂરું પાડે છે, જેનાથી સિલિકોન ક્રિસ્ટલ જાળીનો સંપૂર્ણ વિકાસ થાય છે.
• 
  
• ક્રાયોજેનિક્સ અને વેફર ક્લિનિંગ ટેકનોલોજી: એક્સ્ટ્રીમ અલ્ટ્રાવાયોલેટ (EUV) લિથોગ્રાફી જેવી અદ્યતન પ્રક્રિયાઓમાં, પ્રવાહી આર્ગોન (ઉકળતા બિંદુ -186°C) ની અલ્ટ્રા-નીચા તાપમાનની લાક્ષણિકતાઓ કેટલીકવાર ચોકસાઇ સાધનોની ઠંડક પ્રણાલી પર લાગુ કરવામાં આવે છે. તેની સાથે જ, વેફર સપાટી પર નેનોમીટર-સ્કેલ ભૌતિક સૂક્ષ્મ સફાઈ માટે પણ આર્ગોન એરોસોલ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે બિન-વિનાશક રીતે મિનિટના કણોને દૂર કરી શકે છે.
• 
  

ગુણવત્તા નિર્ધારિત કરે છે ઉપજ: ઉચ્ચ-શુદ્ધતા પ્રવાહી આર્ગોનના કડક ધોરણો

સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગની કાચી સામગ્રી માટેની જરૂરિયાતો અપવાદરૂપે કઠોર છે. સામાન્ય ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ લિક્વિડ આર્ગોનને સામાન્ય રીતે માત્ર 99.9% અથવા 99.99% ની શુદ્ધતા સુધી પહોંચવાની જરૂર હોય છે, પરંતુ તે ચિપ ઉત્પાદનની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવાથી દૂર છે. માટે લાયક ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્રવાહી આર્ગોન, બેઝલાઇન શુદ્ધતા સામાન્ય રીતે 99.999% (5N) સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી છે, અને અદ્યતન નોડ્સમાં, તેને 99.9999% (6N) અથવા તેનાથી વધુ સુધી પહોંચવાની પણ જરૂર છે.

વધુ નિર્ણાયક અશુદ્ધિ નિયંત્રણ છે. ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન, ભેજ, કુલ હાઇડ્રોકાર્બન (THC) અને ટ્રેસ મેટલ આયનોની સામગ્રી ppb (પાર્ટ્સ પ્રતિ બિલિયન) અથવા તો ppt (પાર્ટ્સ પ્રતિ ટ્રિલિયન) સ્તરે સખત રીતે નિયંત્રિત હોવી જોઈએ. ગેસ પાઈપલાઈનમાં એક મિનિટની અશુદ્ધિઓ ભળે તો પણ, તે વેફરની સપાટી પર સૂક્ષ્મ ખામી બનાવે છે, જેના કારણે ચિપ શોર્ટ સર્કિટ અથવા વર્તમાન લીકેજ થાય છે, જે ઉપજ દરને સીધો નીચે ખેંચે છે અને ભારે આર્થિક નુકસાન લાવે છે.

પ્રાપ્તિ માર્ગદર્શિકા: પ્રોફેશનલ લિક્વિડ આર્ગોન સપ્લાયરનું મૂલ્યાંકન અને પસંદગી કેવી રીતે કરવી?

ઉત્પાદન લાઇનના સંચાલનમાં ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા વાયુઓની નિર્ણાયક ભૂમિકાને જોતાં, સંપૂર્ણ લાયક અને સક્ષમ લિક્વિડ આર્ગોન સપ્લાયરને શોધવું અને સુરક્ષિત કરવું એ પ્રાપ્તિ અને સપ્લાય ચેઇન ટીમો માટે મુખ્ય કાર્ય છે. સંભવિત સપ્લાયર્સનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે, નીચેના ત્રણ પરિમાણો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે:

સખત ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને પરીક્ષણ ક્ષમતાઓ: ઉત્કૃષ્ટ સપ્લાયર્સ ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફ્સ (GC) અને માસ સ્પેક્ટ્રોમીટર્સ (MS) જેવા ઉચ્ચ-સ્તરના ટ્રેસ વિશ્લેષણ સાધનોથી સજ્જ હોવા જોઈએ. ડિલિવરી વચ્ચે શુદ્ધતામાં સંપૂર્ણ સુસંગતતાની ખાતરી કરવા માટે તેઓ દરેક બેચ માટે વિગતવાર COA (વિશ્લેષણનું પ્રમાણપત્ર) પ્રદાન કરવામાં સક્ષમ હોવા જોઈએ.

મજબૂત સપ્લાય ચેઇન સ્થિતિસ્થાપકતા અને ડિલિવરી સ્થિરતા: ફેબ્સ સામાન્ય રીતે 24/7/365 ઓપરેટ કરે છે, અને ડાઉન-ટાઇમની કિંમત અત્યંત ઊંચી હોય છે. તેથી, સપ્લાયરો પાસે વિશાળ સ્થાનિક પ્રવાહી સંગ્રહ ક્ષમતા, ક્રાયોજેનિક ટેન્કર ટ્રકનો પોતાનો કાફલો અને કટોકટી પુરવઠાની ખાતરી માટે વ્યાપક આકસ્મિક યોજનાઓ હોવી આવશ્યક છે.

અદ્યતન કન્ટેનર અને "સેકન્ડરી દૂષણ" વિરોધી ટેકનોલોજી: ગેસની શુદ્ધતા ગમે તેટલી ઊંચી હોય, જો પરિવહન દરમિયાન દૂષિત થાય તો તે નકામું છે. સપ્લાયરની ક્રાયોજેનિક સ્ટોરેજ ટાંકી અને ટેન્કરની અંદરની દિવાલ ટ્રીટમેન્ટ ટેક્નોલોજીઓ (જેમ કે તેણે ઈલેક્ટ્રોપોલિશિંગ/ઈપી ટ્રીટમેન્ટ કરાવી છે કે કેમ), તેમજ ફિલિંગ અને ટ્રાન્સફર સ્ટેજ દરમિયાન વાલ્વ અને પાઈપલાઈન શુદ્ધિકરણ માટે સ્ટાન્ડર્ડ ઓપરેટિંગ પ્રોસિજર્સ (SOP) પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ, તેની ખાતરી કરીને કે ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્લાન્ટમાંથી ગ્રાહક સુધી પહોંચાડી શકાય.

નિષ્કર્ષ

મૂરના કાયદાની સતત પ્રગતિ હેઠળ, ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્રવાહી આર્ગોન એ માત્ર મૂળભૂત ઉપભોજ્ય નથી, પરંતુ અદ્યતન સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયાઓ માટે "અદ્રશ્ય એસ્કોર્ટ" પણ છે. વૈજ્ઞાનિક રીતે અને સખત રીતે મૂલ્યાંકન અને પસંદગી a પ્રવાહી આર્ગોન સપ્લાયર સેમિકન્ડક્ટર માટે પ્રવાહી આર્ગોનનો ઉચ્ચ-ગુણવત્તા અને સ્થિર પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા માટે વ્યાપક શક્તિ સાથે, પ્રક્રિયા ઉપજમાં સુધારો કરવા અને વૈશ્વિક બજાર સ્પર્ધામાં જીત મેળવવા માટે દરેક સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગ એન્ટરપ્રાઈઝ માટે મુખ્ય પાયાનો પથ્થર છે.