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विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास के साथ अर्धचालक चिप्स आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के मुख्य घटकों में से एक बन गए हैं। अर्धचालक चिप्स की गुणवत्ता और उत्पादन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए स्वच्छ कमरों का निर्माण अत्यंत महत्वपूर्ण हो गया है। उत्पादन पर्यावरण की वायु गुणवत्ता की उच्च आवश्यकताएं हैं और वायु की गुणवत्ता उत्पाद दर और उत्पाद की गुणवत्ता से संबंधित है। कई अर्धचालक उद्योगों को सफाई कक्षों की आवश्यकता होती है।

अर्धचालक साफआरओम सिद्धांत

क्लीनरूम एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया कमरा है जिसमें धूल के कणों, हानिकारक गैसों, बैक्टीरिया और अन्य प्रदूषकों को एक निश्चित स्थान के भीतर हवा से बाहर रखा जाता है और यह आंतरिक तापमान, स्वच्छता, इनडोर दबाव, हवा के प्रवाह की गति और वितरण, शोर कंपन, प्रकाश, और स्थैतिक बिजली को एक निश्चित सीमा के भीतर नियंत्रित करता है. दूसरे शब्दों में इस नियंत्रित कमरे में धूल के कण बहुत कम मिलते हैं।

क्लीनरूम प्रौद्योगिकी के फायदे

अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में बहुत अधिक आवश्यकताएं होती हैं और धूल के वातावरण के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं। स्वच्छ कक्ष प्रौद्योगिकी पर्यावरण के लिए बेहतर नियंत्रण और प्रभावी छानने की प्रक्रिया को प्रदूषण से मुक्त अथवा अत्यधिक कम प्रदूषण से मुक्त कर सकती है। इससे सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियाओं की उच्च गुणवत्ता और उच्च क्षमता के लिए असीमित संभावनाएं उपलब्ध होती हैं।

आधुनिक अर्धचालक उत्पादों की निर्माण प्रक्रिया में क्लीनरूम प्रौद्योगिकी के मुख्य लाभों में शामिल हैं:

1. उत्पादन क्षमता में सुधार: तापमान, आर्द्रता और वायु दाब जैसे कारकों की एक श्रृंखला को साफ करने पर नियंत्रण रखा जा सकता है ताकि उत्पादन क्षमता में सुधार हो सके।

2. संदूषण की दर को कम करें: स्वच्छ कक्ष में वायु के कणों के अंश को बारीक छाना जाता है जिससे प्रदूषण कम हो जाता है और उत्पाद संदूषण दर को कम किया जाता है।

3. उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार: साफ कमरा प्रौद्योगिकी विनिर्माण वातावरण को नियंत्रित कर सकती है तथा अपेक्षाकृत स्थिर तापमान और आर्द्रता बनाए रख सकती है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार होगा।

4. उत्पादन लागत में कमी: स्वच्छ कमरे प्रौद्योगिकी के माध्यम से उत्पादों की क्षति दर कम की जा सकती है और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है। साथ ही इससे उत्पादन लागत भी कम होती है।

हवा की सफाई

अर्धचालक पदार्थ क्लीनरूम के स्वच्छता मानकों को मुख्य रूप से उच्च से निम्न स्तरों में, श्रेणी 100, कक्षा 1000, कक्षा 10000 और कक्षा 100000 में बांटा गया है। इनमें से प्रथम श्रेणी 100 स्वच्छता मानक सबसे अधिक है और इसकी आवश्यकता बहुत सख्त है जबकि 10000 स्वच्छता मानक अपेक्षाकृत ढीले हैं।

कक्षा 100 स्वच्छता मानक में स्वच्छता आवश्यकताओं का उच्चतम स्तर है।अर्धचालक सामग्री सफाई कमरेरूप इस स्तर पर, वायु में कणों की सांद्रता अत्यंत निम्न होनी आवश्यक है और कणों की कुल संख्या जिसका आकार कण के बराबर अथवा प्रति घन इंच हवा से 0.5 मी. से अधिक हो, 100 से अधिक नहीं होगी। इसके अतिरिक्त सूक्ष्मजीवों की आवश्यकता भी अत्यंत कठोर होती है।

स्वच्छता के मानक के लिए आवश्यक है कि वायु में कणों की सांद्रता प्रति घन मीटर से 0.5μ से अधिक या उसके बराबर 1000 कणों से अधिक न हो। सूक्ष्मजीवों की अपेक्षा अपेक्षाकृत कम होती है और निश्चित संख्या में सूक्ष्मजीव होना अनुमत होता है।

स्वच्छता के कक्षा 10000 मानक में वायु में कणों की सांद्रता प्रति घन मीटर 10,000 से अधिक नहीं होनी चाहिए. सूक्ष्मजीवों की अपेक्षा अपेक्षाकृत कम होती है और निश्चित संख्या में सूक्ष्मजीव होना अनुमत होता है।

अर्धचालक सामग्री सफाई कक्षों में सफाई की आवश्यकता का सबसे कम स्तर 100,000 का स्वच्छता स्तर है। इस स्तर पर वायु में कणों की सांद्रता प्रति घन मीटर 100,000 से अधिक नहीं होनी चाहिए. सूक्ष्मजीवों की अपेक्षा अपेक्षाकृत कम होती है और निश्चित संख्या में सूक्ष्मजीवों की अनुमति होती है।

सफाई कमरों पर नमी के प्रभाव

1. जीवाणु वृद्धि

2. कमरे के तापमान की श्रेणी जो कार्यकर्ता आरामदायक महसूस करते हैं 

3. स्थिर प्रभार का रूप।

4. धातु जंग

5. जल वाष्प का संक्षेपण

6. फोटोलिथोग्राफी का क्षरण

7. जल अवशोषण

अर्धचालक उत्पादन की तापमान और आर्द्रता नियंत्रण हेतु कठोर आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, एक साफ कमरे में तापमान को 20-24 डिग्री सेल्सियस के बीच नियंत्रित किया जाता है और आर्द्रता को 30-60% के बीच नियंत्रित किया जाता है। तापमान और आर्द्रता के नियंत्रण का चिप के निष्पादन और विश्वसनीयता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

बैक्टीरिया और अन्य जैविक संदूषक (मोल्ड, वायरस, फंगस, माइट्स) 60% से अधिक की सापेक्षिक आर्द्रता के साथ किसी वातावरण में प्रजनन कर सकते हैं। नमी को 40% से 60% तक नियंत्रित किया जाना चाहिए जिससे बैक्टीरिया और श्वसन संक्रमण का प्रभाव कम हो सके, जो कि मानव सुविधा की मध्यम श्रेणी है।

स्वच्छ कार्यशाला डिजाइन के मुख्य बिंदु।

1. वास्तुशिल्प डिजाइन के लिए उत्पादन प्रक्रिया की जरूरतों को पूरा करें और उच्च निष्पादन विनिर्माण स्थान और सुविधाओं का एहसास करें। शुद्धि परियोजना की स्वच्छ कार्यशाला की सामान्य योजना, विमान विन्यास और अनुभाग डिजाइन तैयार करते समय साइट के तार्किक उपयोग और प्रक्रिया उत्पादन की आवश्यकताओं पर पूर्ण ध्यान दिया जाना चाहिए। शुद्धि स्वच्छ कार्यशाला परियोजना के निर्माण की रूपरेखा तैयार करते समय स्वच्छ क्षेत्र और उसके संबद्ध सहायक क्षेत्र के बीच संबंधों को भली-भांति संभाला जाना चाहिए।

2. आर्थिक रूप से संचालित सुविधाओं, ऊर्जा बचाने, बनाए रखने और निर्माण लागत को कम करने के लिए आसान हो सकता है एहसास. स्वच्छ वर्कशॉप की वास्तुकला की रूपरेखा में यह सुनिश्चित होना चाहिए कि शुद्धि का कार्य साफ, साफ और साफ किया जा सके, आंतरिक और बाह्य प्रदूषण को रोका जा सके और कणों के उत्पादन, प्रतिधारण और संचय को रोका जा सके।

3. अत्यंत विश्वसनीय प्रचालन सुविधाओं का प्रयोग किया जाना चाहिए। स्वच्छता कार्यशाला की वास्तुशिल्प डिजाइन से भवन उपकरण के सुरक्षित संचालन, और एक दुर्घटना की स्थिति में कार्मिक और संपत्ति की सुरक्षा सुनिश्चित की जानी चाहिए। मुख्य संरचना का स्तर स्तर होना चाहिए जो प्रक्रिया उपकरणों के स्तर के अनुरूप हो, शुद्धिकरण स्वच्छ कार्यशाला में उपचार और सजावट, स्वच्छ कार्यशाला की टिकाऊपन और अग्नि प्रतिरोध, और सजावट को एक लंबे समय तक निवेश करने के लिए उपकरण स्तर के साथ समन्वित किया जाना चाहिए।

4. ऐसी सुविधाओं का एहसास होना चाहिए जो कि भविष्य में होने वाले परिवर्तनों के अनुकूल हो। स्वच्छ कार्यशाला की स्थापत्य कला और स्थानिक विन्यास में लचीले होना चाहिए ताकि उत्पादन प्रक्रिया में समायोजन के लिए परिस्थितियां तैयार की जा सकें।

अर्धचालक साफ कक्ष मानक एक बहुत ही महत्वपूर्ण मानक है जो सीधे अर्धचालक निर्माण की सफलता से संबंधित है। साफ कमरे के मानक का कड़ाई से पालन करने से हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि वायु की गुणवत्ता, तापमान और आर्द्रता, स्थैतिक बिजली नियंत्रण और अर्धचालक उत्पादन प्रक्रिया के अन्य पहलुओं की आवश्यकताओं को पूरा किया जाए, जिससे चिप की विनिर्माण गुणवत्ता और निष्पादन सुनिश्चित हो सके। भावी अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में, साफ कक्ष मानक एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा और अर्धचालक उद्योग के विकास के लिए मजबूत समर्थन प्रदान करेगा।