सेमीकंडक्टर निर्माण में सटीकता की कोई गुंजाइश नहीं होती। जैसे-जैसे ट्रांजिस्टर का आकार छोटा होता जाता है और सर्किट्री बढ़ती जाती है, पर्यावरणीय बदलावों में मामूली सी भी गड़बड़ी से दोष, उत्पादन में कमी या अंततः विश्वसनीयता में विफलता हो सकती है। निस्संदेह, दोषरहित प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण और अक्सर अनदेखा किया जाने वाला पहलू आर्द्रता नियंत्रण है। उच्चतम प्रदर्शन न केवल अत्याधुनिक सेमीकंडक्टर क्लीनरूम उपकरणों पर आधारित होता है, बल्कि विशिष्ट प्रक्रिया मापदंडों को ध्यान में रखते हुए सावधानीपूर्वक परिष्कृत की गई सेमीकंडक्टर क्लीनरूम डीह्यूमिडिफिकेशन प्रक्रियाओं पर भी निर्भर करता है।

सेमीकंडक्टर निर्माण में आर्द्रता की भूमिका

आर्द्रता महज विलासिता नहीं है—यह सेमीकंडक्टर निर्माण संयंत्रों में एक महत्वपूर्ण कारक है। अनियंत्रित आर्द्रता से निम्नलिखित खतरे उत्पन्न होते हैं:

• संवेदनशील वेफर सतहों का ऑक्सीकरण
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ईएसडी), विशेष रूप से कम आर्द्रता की स्थितियों में
• जल वाष्प के जुड़ने से कणों का संदूषण होता है।
• पैकेजिंग और परीक्षण चरणों के दौरान नमी के कारण होने वाला क्षरण

चूंकि आज सेमीकंडक्टर उपकरणों का निर्माण नैनोमीटर पैमाने पर किया जाता है, इसलिए ये जोखिम बढ़ जाते हैं। अतः, सेमीकंडक्टर में नमी का नियंत्रण मात्र एक अच्छा विचार नहीं है, बल्कि यह एक तकनीकी अनिवार्यता है।

सेमीकंडक्टर क्लीनरूम को समझें

सेमीकंडक्टर निर्माण कारखाने (फैब्स) अत्यंत कम वायुजनित कण स्तर, तापमान में उतार-चढ़ाव और आर्द्रता के साथ बनाए जाते हैं। क्लीनरूम को आईएसओ या संघीय मानक 209ई वर्गीकरण के अनुसार प्रति घन मीटर कणों की स्वीकार्य संख्या और व्यास के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है।

इस वातावरण में, सेमीकंडक्टर क्लीनरूम उपकरण न केवल वायु प्रवाह और निस्पंदन को नियंत्रित करते हैं, बल्कि तापमान और आर्द्रता को भी स्थिर रखते हैं। क्लीनरूम प्रणालियों का एकीकरण यह सुनिश्चित करता है कि पर्यावरणीय मापदंड सामंजस्यपूर्ण हों। यह विशेष रूप से लिथोग्राफी, रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) और नक़्क़ाशी जैसी संवेदनशील प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण है।

पर्यावरण नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण सेमीकंडक्टर क्लीनरूम उपकरण

आधुनिक कारखाने पर्यावरणीय स्थितियों की निगरानी के लिए उच्च प्रदर्शन वाले विभिन्न उपकरणों का उपयोग करते हैं। वायु स्वच्छता और आर्द्रता नियंत्रण में निम्नलिखित उपकरण सबसे महत्वपूर्ण हैं:

• HEPA और ULPA फिल्टर: ये हवा में मौजूद 0.12 माइक्रोन जितने छोटे कणों को हटाते हैं, जिससे स्थिर वायु प्रवाह पैटर्न सुनिश्चित करके हवा की स्वच्छता और नमी नियंत्रण सुनिश्चित होता है।
• क्लीनरूम एचवीएसी सिस्टम: विशेषीकृत हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग सिस्टम को क्लीनरूम के अलग-अलग क्षेत्रों के लिए विशेष रूप से तैयार किया जाता है।
• पर्यावरण निगरानी प्रणाली: आर्द्रता, तापमान और हवा में मौजूद कणों पर लगातार नजर रखती है, और वास्तविक समय में चेतावनी और डेटा लॉगिंग प्रदान करती है।
• आर्द्रता कम करने वाली इकाइयाँ: अधिकतर मामलों में एचवीएसी प्रणालियों में एकीकृत, ये उच्च संवेदनशीलता वाले क्षेत्रों में अति निम्न ओस बिंदु प्राप्त करने की दिशा में प्रमुख कारक हैं।

सेमीकंडक्टर क्लीनरूम के सभी उपकरणों को कम रखरखाव, अनुकूलता और विश्वसनीयता को ध्यान में रखते हुए डिजाइन किया जाना चाहिए ताकि अपटाइम और प्रक्रिया स्थिरता सुनिश्चित हो सके।

उन्नत सेमीकंडक्टर क्लीनरूम डीह्यूमिडिफिकेशन तकनीकें

सेमीकंडक्टर क्लीनरूम में इष्टतम आर्द्रता विनियमन एक तकनीकी चुनौती है, विशेष रूप से जब परिवेशीय आर्द्रता का स्तर उच्च या बहुत कम ओस बिंदु वाला हो, जिसके लिए संयंत्रों (माइनस 40 डिग्री सेल्सियस या यहां तक ​​कि -60 डिग्री सेल्सियस तक) की आवश्यकता होती है। यहीं पर सेमीकंडक्टर क्लीनरूम डीह्यूमिडिफिकेशन तकनीक काम आती है।

नमी हटाने के लिए निम्नलिखित तकनीकों का उपयोग किया जाता है:

• डेसिकेंट डिह्यूमिडिफायर: ये हवा को सुखाने के लिए हाइग्रोस्कोपिक सामग्री का उपयोग करते हैं और कम सापेक्ष आर्द्रता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं।
• प्रशीतन-आधारित डिह्यूमिडिफायर: ये पानी को स्थानांतरित करने के लिए हवा को ठंडा करते हैं, जो सामान्य स्तर के आर्द्रता नियंत्रण की मांगों के लिए सबसे उपयुक्त है।
• हाइब्रिड सिस्टम: प्रभावी कार्यप्रणाली के लिए सख्त नियंत्रण स्थितियों के तहत डेसिकेंट और रेफ्रिजरेशन को मिश्रित किया जाता है।

इन प्रणालियों का निर्माण अक्सर ज़ोनिंग क्षमता के साथ किया जाता है, जहां क्लीनरूम के अलग-अलग ज़ोन में प्रक्रिया के चरण और उपकरण की संवेदनशीलता के अनुसार अलग-अलग आर्द्रता स्तर हो सकते हैं।

एकीकृत अर्धचालक आर्द्रता नियंत्रण के लाभ

एकीकृत सेमीकंडक्टर आर्द्रता नियंत्रण विधि के कई परिचालन लाभ हैं:

• बेहतर पैदावार: लगातार नमी नमी संबंधी दोषों को रोकती है और उपयोगी चिप्स का उच्च अनुपात प्रदान करती है।
• कम डाउनटाइम: स्वचालित पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली मैन्युअल छेड़छाड़ और डिबगिंग को न्यूनतम स्तर तक कम कर देती है।
• अनुपालन और प्रमाणीकरण: उत्कृष्ट नियंत्रण प्रणालियों के संचालन से आईएसओ 14644 या जीएमपी प्रमाणीकरण का अनुपालन करना सरल हो जाता है।
• ऊर्जा दक्षता: उन्नत आर्द्रता-निवारण प्रणालियाँ ऊर्जा-कुशल होने के साथ-साथ सख्त सीमाओं के भीतर नियंत्रित भी हो सकती हैं।

इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे उत्पादन संयंत्र स्वचालित और एआई-संचालित होते जा रहे हैं, आर्द्रता नियंत्रण प्रणालियों को अन्य प्रणालियों, जैसे विनिर्माण निष्पादन प्रणाली (एमईएस) और भवन प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) में एकीकृत किया जा रहा है, ताकि उन्हें केंद्रीय रूप से नियंत्रित किया जा सके और उनमें पूर्वानुमानित रखरखाव की क्षमता विकसित हो सके।

निष्कर्ष

सेमीकंडक्टर निर्माण के दौरान आर्द्रता नियंत्रण एक महत्वपूर्ण पहलू है, न कि गुणवत्ता, एकरूपता और लाभप्रदता का अभिन्न अंग। उन्नत सेमीकंडक्टर क्लीनरूम तकनीक और उपयुक्त आर्द्रता-निवारण विधियों का उपयोग करके, निर्माण इकाइयाँ अगली पीढ़ी के चिप्स के निर्माण के लिए आवश्यक सटीक मानकों को प्राप्त कर सकती हैं।

एकीकृत, बुद्धिमान और ऊर्जा-बचत करने वाले सेमीकंडक्टर आर्द्रता नियंत्रण प्रणालियों को अपनाकर, आप एआई और आईओटी से लेकर ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस तक के बाजारों की बढ़ती मांगों को पूरा करने की स्थिति में आ जाते हैं। ऐसी दुनिया में जहां एक माइक्रोन भी महत्वपूर्ण है, आपके द्वारा बनाया गया वातावरण और भी अधिक महत्वपूर्ण है।