ইলেকট্রনিক গ্যাস সরবরাহের ক্ষেত্রে, বিশুদ্ধতা এবং স্থিতিশীলতা সবসময় দুটি সমান্তরাল লাইফলাইন হয়েছে। বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাসগুলির জন্য অর্ধপরিবাহী উত্পাদনের কঠোর চাহিদাগুলি সিস্টেমেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতির দিকে একক-প্রযুক্তি পছন্দগুলি থেকে বিবর্তিত হতে-সাইট নাইট্রোজেন তৈরির সমাধানগুলিকে চালিত করেছে৷ শেঞ্জার গ্যাস দীর্ঘকাল ধরে শিল্প গ্যাস বিচ্ছেদ প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলিতে বিশেষীকরণ করেছে, নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য ক্রায়োজেনিক বায়ু পৃথকীকরণে কঠিন প্রকৌশল দক্ষতা সংগ্রহ করছে। এর ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন জেনারেশন সিস্টেমগুলি উচ্চ-বিশুদ্ধতা ইলেকট্রনিক গ্যাস সমর্থনকারী অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ক্রমবর্ধমানভাবে স্থাপন করা হচ্ছে৷ এই নিবন্ধটি পরীক্ষা করে, চারটি মাত্রা থেকে-প্রক্রিয়ার নীতি, পণ্যের বৈশিষ্ট্য, সিস্টেমের সামঞ্জস্যতা, এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা-কীভাবে ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন জেনারেশন প্রযুক্তি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের নিত্যনতুন নাইট্রোজেন সরবরাহের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে-আলোচনা করে৷
কেন উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের জন্য অপরিহার্য
আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাবগুলিতে, নাইট্রোজেন একটি সহায়ক উপযোগীতা নয় বরং মূল প্রক্রিয়াগুলির সাথে সরাসরি জড়িত একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি তিনটি স্তরে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:
- প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডল নিয়ন্ত্রণ: লিথোগ্রাফি, এচিং, পাতলা-ফিল্ম ডিপোজিশন, এবং অন্যান্য ধাপে, নাইট্রোজেন একটি নিষ্ক্রিয় প্রতিরক্ষামূলক গ্যাস হিসাবে কাজ করে, চেম্বারের বায়ুমণ্ডলের মধ্যে অক্সিডেশন সম্ভাবনাকে সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাসগুলিকে প্রতিস্থাপন বা পাতলা করে। রাসায়নিক বাষ্প জমাতে, উদাহরণস্বরূপ, নাইট্রোজেন প্রবাহের হারের ওঠানামা সরাসরি ফিল্মের অভিন্নতা এবং ধাপ কভারেজ ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।
- শোধন এবং পরিষ্কার করা: সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণ, চেম্বার পরিষ্কার এবং পাইপলাইন স্যুইচিংয়ের সময়, উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন ব্যবহার করা হয় অবশিষ্ট গ্যাস এবং কণাগুলিকে পরিষ্কার করতে। এই অ্যাপ্লিকেশনটি নাইট্রোজেনের আর্দ্রতা এবং মোট হাইড্রোকার্বন সামগ্রীর প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল- -70 ডিগ্রির উপরে একটি শিশির বিন্দু অগ্রহণযোগ্য অক্সিডেশন ঝুঁকি প্রবর্তন করতে পারে।
- পরিবহন এবং ড্রাইভিং: পরিষ্কার শুষ্ক গ্যাসের বাহক হিসাবে, নাইট্রোজেন ফটোরসিস্ট, রাসায়নিক, এবং অতি-বিশুদ্ধ জল পরিবহন করে, পাশাপাশি বায়ুসংক্রান্ত ভালভের জন্য ড্রাইভিং গ্যাসের উৎস হিসেবেও কাজ করে। এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলি ব্যতিক্রমী চাপের স্থায়িত্বের দাবি করে-তাত্ক্ষণিক চাপের ড্রপ পুরো ওয়েফার লটগুলিকে স্ক্র্যাপ করতে পারে।
রেখার প্রস্থ 3 nm নোডের দিকে এবং তার বাইরে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে, এমনকি ppb- স্তরের অক্সিজেন বা জলীয় বাষ্পের অমেধ্য গেট অক্সাইডের অস্তরক শক্তিকে পরিবর্তন করতে পারে। সাইট নাইট্রোজেন জেনারেশনের জন্য বিশুদ্ধতা থ্রেশহোল্ড আগের 99.999% থেকে বেড়ে 99.9999% বা তার বেশি হয়েছে, অশুদ্ধতা নিয়ন্ত্রণ CO, CO₂, H₂, এবং অন্যান্য প্রজাতিকে কভার করে একটি একক অক্সিজেন সামগ্রী মেট্রিক থেকে সম্পূর্ণ-স্পেকট্রাম বিশ্লেষণে প্রসারিত হয়েছে৷
ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন জেনারেশন প্রক্রিয়ার মূল প্রযুক্তিগত যুক্তি
ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উৎপাদন বায়ু পৃথকীকরণের মৌলিক নীতির উপর ভিত্তি করে{0}}নিম্ন-তাপমাত্রা পাতনের মাধ্যমে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের (-183 ডিগ্রী বনাম. -196 ডিগ্রী) মধ্যে স্ফুটনাঙ্কের পার্থক্যকে কাজে লাগিয়ে। চাপের সুইং শোষণ বা ঝিল্লি পৃথকীকরণের বিপরীতে, ক্রায়োজেনিক প্রক্রিয়া একই সাথে উচ্চ প্রবাহ হার এবং অতি-উচ্চ বিশুদ্ধতা-দুটি আপাতদৃষ্টিতে পরস্পর বিরোধী প্রয়োজনীয়তা পরিচালনা করতে পারে।
একটি সাধারণ ডাবল-কলাম পাতন প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ এগিয়ে যায়: কাঁচা বাতাসকে সংকুচিত করা হয়, পূর্ব-ঠান্ডা করা হয় এবং H₂O, CO₂ এবং হাইড্রোকার্বন অপসারণের জন্য বিশুদ্ধ করা হয়, তারপর তরল তাপমাত্রার কাছাকাছি- শীতল করার জন্য প্রধান তাপ এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে৷ নীচের কলামে, ক্রমবর্ধমান বাষ্প এবং পতনশীল তরল নাইট্রোজেন-সমৃদ্ধ তরল বায়ু তৈরি করতে প্রাথমিক পাতনের মধ্য দিয়ে যায়। এই তরল বাতাসকে গৌণ পাতনের জন্য রিফ্লাক্স তরল হিসাবে উপরের কলামের উপরের অংশে থ্রোটল করা হয় এবং খাওয়ানো হয়, শেষ পর্যন্ত উপরের কলামের শীর্ষে উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন দেয়, অক্সিজেন-সমৃদ্ধ বর্জ্য তরল নীচে নিঃসৃত হয়।
এই প্রক্রিয়াটির পরিশীলিততা ঠান্ডা ভারসাম্যের মধ্যে রয়েছে। প্রসারকটি সিস্টেমের ঠান্ডা ক্ষতি এবং পণ্যের পুনরায় উষ্ণতার জন্য প্রয়োজনীয় হিমায়নের ক্ষতিপূরণের জন্য হিমায়ন প্রদান করে, যখন পাতন কলামের মধ্যে তরল যোগাযোগের বাষ্পের ভর স্থানান্তর দক্ষতা- পণ্যের বিশুদ্ধতার চূড়ান্ত সীমা নির্ধারণ করে। আধুনিক ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন প্ল্যান্টগুলি, কাঠামোগত প্যাকিং এবং উচ্চ-দক্ষতা প্রদানকারীর প্রয়োগের মাধ্যমে, বিচ্ছেদ দক্ষতা উন্নত করার সাথে সাথে কলামের উচ্চতা হ্রাস পায়, যার শক্তি খরচ ঐতিহ্যগত চালনী ট্রে কলামের তুলনায় প্রায় 15%-20% কম।
সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্য বিশ্লেষণ
একটি সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব-এ ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন প্রজন্ম প্রবর্তন করার জন্য নিম্নলিখিত প্রযুক্তিগত পরামিতিগুলির সাথে পদ্ধতিগত মিল প্রয়োজন:
- বিশুদ্ধতা নিশ্চিতকরণ ব্যবস্থা: সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেডের ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন প্ল্যান্টগুলি সাধারণত O₂ কম বা 0.1 পিপিএমের সমান, CO₂ 0.1 পিপিএম এর কম বা সমান, CO 0.05 পিপিএম এর কম বা সমান, এবং H₂ ডিগ্রী {6} ডিগ্রী (L₂6} এর চেয়ে কম বা সমান) বিশুদ্ধতা নির্দিষ্ট করে . এই লক্ষ্যগুলি অর্জনের চাবিকাঠি নিহিত রয়েছে সামনের-পরিশুদ্ধকরণ ব্যবস্থা এবং অনলাইন বিশ্লেষকদের নির্ভরযোগ্যতার মধ্যে। স্যুইচিং চক্র, পুনরুত্থান তাপমাত্রা, এবং আণবিক চালনী শোষণকারীর শীতল বক্ররেখা সরাসরি পরিশোধন কার্যকারিতা নির্ধারণ করে। উপরন্তু, প্রধান কনডেন্সার-রিহিটারে হাইড্রোকার্বন জমে যাওয়ার ঝুঁকি অবশ্যই নিয়মিত পর্যবেক্ষণ এবং নিয়মিত তরল অক্সিজেন রক্তপাতের মাধ্যমে পরিচালনা করতে হবে।
- লোড রেসপন্স ক্ষমতা: সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন স্বতন্ত্র চক্রাকার বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যার জন্য নাইট্রোজেন জেনারেশন সিস্টেমকে 30%-105% প্রশস্ত লোড সমন্বয় পরিসীমা মিটমাট করা প্রয়োজন। ক্রায়োজেনিক প্ল্যান্টগুলি এক্সপেন্ডার ইনলেট গাইড ভ্যান এবং পণ্য নিষ্কাশন হার সামঞ্জস্য করে কয়েক মিনিটের মধ্যে লোড পরিবর্তনগুলি সম্পূর্ণ করতে পারে, বিশুদ্ধতা অপরিহার্যভাবে প্রভাবিত হয় না- এমন একটি ক্ষমতা যা PSA বা মেমব্রেন বিচ্ছেদ পদ্ধতিগুলি সহজেই মেলে না।
- সরবরাহ নির্ভরযোগ্যতা আর্কিটেকচার: লজিক চিপ বা মেমরি চিপ ফ্যাবসের জন্য, পাঁচ-মিনিট নাইট্রোজেন সরবরাহে বাধার ফলে মিলিয়ন ডলারের ক্ষতি হতে পারে। ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন সিস্টেমগুলি সাধারণত একটি N+1 স্ট্যান্ডবাই কনফিগারেশন-একাধিক কোল্ড বাক্সের সাথে ডিজাইন করা হয় যা সমান্তরালভাবে কাজ করে, একটি তরল নাইট্রোজেন ব্যাকআপ সিস্টেম দ্বারা পরিপূরক যা জরুরী পরিস্থিতিতে মিলিসেকেন্ড-লেভেল স্যুইচিং সক্ষম করে৷
অর্থনৈতিক এবং প্রকৌশল বাস্তবায়ন বিবেচনা
যদিও ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য প্রাথমিক বিনিয়োগ অন্যান্য-সাইটে নাইট্রোজেন উৎপাদনের বিকল্পগুলির তুলনায় বেশি, তবে এর সুবিধাগুলি সম্পূর্ণ জীবনচক্রে মাঝারি-থেকে-বড় প্রবাহের পরিস্থিতিতে উল্লেখযোগ্য হয়ে ওঠে। যখন গ্যাসের চাহিদা 500 Nm³/ঘণ্টা অতিক্রম করে, তখন ক্রায়োজেনিক প্রক্রিয়ার নির্দিষ্ট শক্তি খরচ 0.18-0.22 kWh/Nm³ হিসাবে কম হতে পারে, যেখানে এই প্রবাহ পরিসরে PSA 0.35 kWh/Nm³ এর কাছাকাছি পৌঁছায়। ক্রায়োজেনিক প্ল্যান্টের চলমান অংশগুলি কম্প্রেসার এবং প্রসারকের মধ্যে সীমাবদ্ধ; পাতন কলাম এবং হিট এক্সচেঞ্জারগুলি হল স্থির সরঞ্জাম যার স্বাভাবিক অপারেটিং অবস্থার অধীনে ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না।
ইঞ্জিনিয়ারিং বাস্তবায়নে, কোল্ড বক্সের উচ্চতা সাধারণত 15 থেকে 25 মিটার পর্যন্ত হয়ে থাকে, যার জন্য এক্সেস এবং ফাউন্ডেশন লোড- ভার বহন করার জন্য অগ্রিম পরিকল্পনার প্রয়োজন হয়। পণ্য নাইট্রোজেন পাইপিং 0.4 μm এর চেয়ে কম বা সমান একটি অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের রুক্ষতা সহ 316L EP টিউবিং ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়। অনলাইন গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফগুলি স্যাম্পলিং পয়েন্টের কাছাকাছি ইনস্টল করা উচিত, স্যাম্পলিং লাইনগুলিকে 80 ডিগ্রি বা তার উপরে উত্তপ্ত এবং উত্তাপিত করা উচিত। অপ্রয়োজনীয় বিশ্লেষণাত্মক চ্যানেলগুলিও সুপারিশ করা হয়।
প্রযুক্তি নির্বাচন সিদ্ধান্ত কাঠামো নিম্নরূপ: ক্রমাগত চাহিদা > 1,000 Nm³/h, ক্রায়োজেনিক অগ্রাধিকার; 300-1,000 Nm³/ঘন্টার জন্য, ব্যাপক তুলনা প্রয়োজন; < 300 Nm³/h, PSA বা তরল নাইট্রোজেন সরবরাহ মূল্যায়ন করা যেতে পারে। যদি একাধিক কম্পোনেন্ট স্পেসিফিকেশন সহ মোট অমেধ্য < 1 পিপিএম প্রয়োজন হয়, ক্রায়োজেনিক কার্যত একমাত্র পছন্দ। 8-ইঞ্চি এবং বড় স্পেসিফিকেশনের সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন ঘাঁটির জন্য, ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন প্রজন্ম সর্বজনীনভাবে স্বীকৃত মান সমাধান হয়ে উঠেছে।
সেমিকন্ডাক্টর ডোমেনে ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন জেনারেশন প্রযুক্তির প্রবর্তন দাবি করে যে সরবরাহকারীরা কেবল বায়ু বিচ্ছেদ থার্মোডাইনামিক্সই নয় বরং মাইক্রোস্কোপিক প্রয়োজনীয়তাগুলিও বুঝতে পারে যা গ্যাসের গুণমানের উপর ওয়েফার ফ্যাব্রিকেশন স্থাপন করে-এই ক্রস-শৃঙ্খলাগত বোঝাপড়াটি হল প্রথাগতভাবে সবচেয়ে বেশি জ্ঞানীয় এবং সেমিকন্ডাক্টর কোম্পানিগুলির মধ্যে তৈরি করা জ্ঞানীয় বোঝাপড়া। সুবিধা প্রকৌশলী।
