2. Cén fáth go n-éilíonn an tionscal leathsheoltóra íonacht iomlán

Chun tuiscint a fháil ar an ngá atá le íonacht ultra-ard, ní mór ceann a thuiscint ar scála déantúsaíochta leathsheoltóra nua-aimseartha. Ar na sliseanna is airde sa lá atá inniu ann tá trasraitheoirí nach bhfuil ach cúpla nanaiméadar ar leithead. Chun é seo a chur i bpeirspictíocht, tá sraith amháin de ghruaig dhaonna thart ar 80,000 go 100,000 nanaiméadar ar tiús.

Nuair a bhíonn struchtúir á dtógáil agat ag an leibhéal adamhach, is féidir le móilín amháin ocsaigine nó braoinín uisce micreascópach a bheith ina chúis le teip thubaisteach.

• Ocsaídiú: Is féidir le ocsaigin nach dteastaíonn freagairt leis na struchtúir íogair sileacain, ag athrú a n-airíonna leictreacha.

• Éilliú Cáithníneach: Is féidir le fiú cáithnín fáin amháin gearrchiorcad a dhéanamh ar thrasraitheoir nanascála, rud a fhágann nach bhfuil úsáid ag baint le cuid iomlán de mhicrishlis.

• Laghdú Táirgeachta: Agus na mílte sliseog á bpróiseáil in aghaidh na seachtaine, d'fhéadfadh laghdú beag ar an táirgeacht mar gheall ar éilliú gáis aistriú go dtí na mílte dollar san ioncam caillte.

Dá bhrí sin, an argón leachtach leathsheoltóra ní mór a thabhairt isteach i dtimpeallachtaí seomra glan go bunúsach gan aon ábhar salaithe imoibríoch.

3. Feidhmchláir Lárnach Argón Leachtacha Leathsheoltóra

Tógann turas sliseog sileacain ó amhábhar go microprocessor críochnaithe na céadta céimeanna casta. Tá argón leachtach ultra-ard íonachta comhtháite go domhain i roinnt de na céimeanna is tábhachtaí den turas seo.

3.1. Tarraingt Criostail Sileacain (Próiseas Czochralski)

Is é bunchloch aon mhicrishlis an wafer sileacain. Tá na sliseog seo slisnithe as dtinní sileacain aonchriostail ollmhóra a fhástar ag baint úsáide as an modh Czochralski (CZ). Sa phróiseas seo, leáítear sileacan ilchriostalach an-íonaithe i breogán Grianchloch ag teochtaí os cionn 1,400°C. Tugtar síolchriostail isteach agus tarraingítear go mall aníos é, ag tarraingt criostal foirfe sorcóireach as an leá.

Le linn an phróisis mhór teirmeach seo, tá an sileacain leáite an-imoibríoch. Má thagann sé i dteagmháil le ocsaigin nó nítrigin, déanfaidh sé dé-ocsaíd sileacain nó nítríde sileacain, rud a scriosann an struchtúr criostalach íon. Anseo, feidhmíonn argón mar an cosantóir deiridh. Déantar an foirnéis a ghlanadh go leanúnach le vaporized argón leachtach ultra-ard íonachta a chruthú atmaisféar go hiomlán támh. Toisc go bhfuil argón níos troime ná aer, cruthaíonn sé blaincéad cosanta thar an sileacain leáite, ag cinntiú go bhfuil an tinne a eascraíonn as foirfe ó thaobh struchtúir de agus saor ó lochtanna micreascópacha.

3.2. Eitseáil Plasma agus Teistíocht

Tógtar sliseanna nua-aimseartha i sraitheanna 3D. Is éard atá i gceist leis seo ná sraitheanna micreascópacha d’ábhair seoltacha nó inslithe a chur ar an sliseog agus ansin páirteanna sonracha a eitseáil chun ciorcaid a chruthú.

• Sputtering (Sistíocht Fisiciúil Gaile - PVD): Is é Argón an gás príomhúil a úsáidtear i sputtering. I bhfolússheomra, déantar gás argón a ianú isteach i bplasma. Ansin luasaítear na hiain argóin seo atá luchtaithe go deimhneach ina spriocábhar (cosúil le copar nó tíotáiniam). Buaileann fórsa cinéiteach fórsa na n-ian argóin throma adaimh den sprioc, a thaisceann go cothrom ar an sliseog sileacain. Roghnaítear Argón toisc go bhfuil a mhais adamhach oiriúnach go foirfe chun adaimh miotail a scaoileadh go héifeachtach gan imoibriú ceimiceach leo.

• Eitseáil ian Imoibríochta Dhomhain (DRIE): Nuair is gá do mhonaróirí trinsí domhain, an-bheacht a eitseáil isteach i sileacain - rud atá ríthábhachtach do sceallóga cuimhne agus ardphacáistithe - is minic a mheasctar argón le gáis imoibríocha chun an plasma a chobhsú agus chun cuidiú leis an dromchla sliseog a thumadh go fisiciúil, ag seachaint fotháirgí eitseáilte.

3.3. Litagrafaíocht DUV agus EUV (Léasair Excimer)

Is éard is liteagrafaíocht ann ná an próiseas ina n-úsáidtear solas chun patrúin ciorcaid a phriontáil ar an sliseog. De réir mar a tháinig laghdú ar chiorcaid, bhí ar mhonaróirí solas a úsáid le tonnfhaid níos giorra. Seo an áit leictreonaic argón leachtach trasnaíonn siad le fisic optúil.

Braitheann liteagrafaíocht Dhomhain Ultraivialait (DUV) go mór ar Léasair excimer ArF (Fluairíd Argón). Úsáideann na léasair seo meascán atá rialaithe go beacht de gháis argón, fluairín agus neon chun solas ardfhócasaithe a ghiniúint le tonnfhad 193 nanaiméadar. Tá íonacht an argón a úsáidtear sna cuais léasair seo thar a bheith dian. Is féidir le haon eisíontais na snáthoptaice léasair a dhíghrádú, déine an tsolais a laghdú, agus an próiseas liteagrafaíocht a chur faoi deara ciorcaid doiléir nó lochtacha a phriontáil.

Fiú amháin sna córais liteagrafaíochta Foircní Ultraivialait (EUV) níos nuaí, tá ról ríthábhachtach ag argón mar ghás glantacháin chun na córais scátháin íogaire an-chasta a choinneáil saor ó éilliú móilíneach.

3.4. Annealing agus Próiseáil Theirmeach

Tar éis dopants (cosúil le bórón nó fosfar) a ionchlannú isteach sa sileacain chun a n-airíonna leictreacha a athrú, ní mór an wafer a théamh go teocht ard chun damáiste don laitís criostail a dheisiú agus na dopants a ghníomhachtú. Caithfidh an próiseas seo, ar a dtugtar anáil, tarlú i dtimpeallacht atá rialaithe go docht, saor ó ocsaigine chun dromchla an wafer a chosc ó ocsaídiú. Soláthraíonn sreabhadh leanúnach argón ultra-íon an timpeallacht theirmeach sábháilte seo.

4. Leictreonaic Argón Leachtach: Cumhachtú an Chéad Ghlúin Eile de Tech

An téarma leictreonaic argón leachtach Cuimsíonn sé go ginearálta éiceachóras na bhfeistí ardteicneolaíochta agus na bpróiseas déantúsaíochta a bhraitheann ar an ábhar crióigineach seo. Agus muid ag bogadh isteach i ré atá faoi cheannas Faisnéise Saorga (AI), Idirlíon na Rudaí (IoT), agus feithiclí uathrialacha, tá an t-éileamh ar sceallóga níos cumhachtaí agus níos tíosaí ar fhuinneamh ag méadú go mór.

1. Luasairí AI agus GPUanna: Éilíonn na haonaid phróiseála grafacha ollmhóra (GPUanna) a theastaíonn chun samhlacha AI cosúil le samhlacha móra teanga a oiliúint bás sileacain atá thar a bheith mór, saor ó lochtanna. Dá mhéad an dísle, is ea is airde an seans go bhféadfadh eisíontas amháin an tslis iomlán a mhilleadh. Níl an timpeallacht flawless a sholáthraíonn UHP argón soshannta anseo.

2. Ríomhaireacht Chandamach: De réir mar a fhorbraíonn taighdeoirí ríomhairí chandamach, teastaíonn timpeallachtaí déantúsaíochta a bhfuil éilliú beagnach nialas acu ó na hábhair shársheolta a úsáidtear chun cubits a chruthú. Tá glantachán argóin ríthábhachtach maidir le hullmhú agus déantús crióigineach na bpróiseálaithe den chéad ghlúin eile.

3. Leictreonaic Cumhachta: Braitheann feithiclí leictreacha ar sceallóga cumhachta Silicon Carbide (SiC) agus Gallium Nitride (GaN). Teastaíonn teochtaí níos airde fós ná sileacain chaighdeánach chun na criostail leathsheoltóra cumaisc seo a fhás, rud a fhágann go bhfuil airíonna cosanta támh an argóin níos tábhachtaí fós.

5. Criticiúil an tSlabhra Soláthair agus an Fhoinsiú

Is iontas na hinnealtóireachta ceimiceacha nua-aimseartha é argón leachtach ultra-ardíonachta a tháirgeadh. Go hiondúil baintear as an aer é trí dhriogadh codánach crióigineach in aonaid ollmhóra deighilte aeir (ASUanna). Mar sin féin, níl ach leath an chatha ag táirgeadh an gháis; tá sé chomh dúshlánach céanna é a sheachadadh chuig an uirlis leathsheoltóra gan íonacht a chailliúint.

Rialú Éillithe le linn Idirthurais

Gach comhla, píopa, agus umar stórála a dhéanann teagmháil leis an argón leachtach ultra-ard íonachta ní mór é a leictreaphlátáilte go speisialta agus a réamhghlanadh. Má bhíonn sceitheadh ​​micreascópach fiú ag tancaer iompair, ní ligfidh brú an atmaisféir argón amach; is féidir leis na teochtaí crióigineacha eisíontais atmaisféaracha a tharraingt i ndáiríre isteach, ag scrios bhaisc iomlán.

Ag an leibhéal fab, stóráiltear an argón leacht i mór-umar atá inslithe i bhfolús. Déantar é a chur ar aghaidh ansin trí ghalaitheoirí an-speisialaithe agus íonaitheoirí gáis pointe úsáide díreach roimh dul isteach sa seomra glan.

Chun táirgeadh leanúnach gan bhriseadh a choinneáil, ní mór do mhonaróirí leathsheoltóra dul i gcomhpháirtíocht le soláthraithe gáis ardleibhéil a bhfuil máistreacht acu ar an slabhra soláthair dian seo. I gcás na n-áiseanna nua-aimseartha atá ag iarraidh soláthar leanúnach iontaofa den ábhar criticiúil seo a chinntiú le méadracht íonachta ráthaithe, ag fiosrú réitigh gháis tionsclaíochta speisialaithe ó sholáthraithe iontaofa ar nós Gás Huazhong cinntíonn sé go gcomhlíontar caighdeáin dhian agus go gcuirtear deireadh leis an aga neamhfhónaimh déantúsaíochta.

6. Cúrsaí Eacnamaíochta agus Comhshaoil

Is ollmhór an méid argóin a ídíonn gigafab nua-aimseartha. Is féidir le saoráid déantúsaíochta leathsheoltóra mór amháin na mílte méadar ciúbach de ghás ultra-íon a ithe gach lá amháin.

Inbhuanaitheacht agus Athchúrsáil

Toisc gur gás uasal é argón agus nach gcaitear go ceimiceach sa chuid is mó de na próisis leathsheoltóra (feidhmíonn sé den chuid is mó mar sciath fisiceach nó meán plasma), tá brú méadaitheach laistigh den tionscal maidir le córais aisghabhála agus athchúrsála argón. Tá Advanced fabs ag suiteáil aonaid aisghabhála ar an láthair de réir a chéile a ghlacann an sceite argón ó fhoirnéisí tarraingthe criostail agus seomraí sputtering. Déantar an gás seo a ath-íonú go háitiúil ansin. Ní hamháin go laghdaíonn sé seo costais oibriúcháin an fab go suntasach, ach laghdaíonn sé freisin an lorg carbóin a bhaineann le leachtú agus iompar argón úr thar achair fhada.

7. Todhchaí Argón in Ard-Déantúsaíocht Nód

De réir mar a théann an tionscal leathsheoltóra i dtreo 2nm, 14A (angstrom), agus ina dhiaidh sin, tá ailtireacht na trasraitheoirí ag athrú. Táimid ag bogadh ó FinFET go Gate-All-Around (GAA) agus faoi dheireadh go dearaí comhlántacha FET (CFET).

Éilíonn na struchtúir 3D seo sil-leagan ciseal adamhach (ALD) agus eitseáil ciseal adamhach (ALE) - próisis a ionramhálann sileacain go litriúil adamh amháin ag an am. In ALD agus ALE, úsáidtear bíoga argóin atá rialaithe go beacht chun an seomra imoibrithe a ghlanadh idir dáileoga ceimiceacha, ag cinntiú nach dtarlaíonn imoibrithe ach go díreach nuair atá sé beartaithe ar an dromchla adamhach.

De réir mar a mhéadaíonn cruinneas, bíonn an spleáchas ar argón leachtach leathsheoltóra ní bheidh ach a threisiú. Féadfaidh na ceanglais íonachta fiú dul thar na caighdeáin 6N reatha, ag brú isteach i réimse 7N (99.99999%) nó níos airde, ag tiomáint tuilleadh nuálaíochta i dteicneolaíochtaí íonú gáis agus méadreolaíochta.

Conclúid

Is furasta iontas a dhéanamh ar an micreaphróiseálaí críochnaithe - píosa sileacain ina bhfuil na billiúin lasca micreascópacha atá in ann trilliún ríomh a dhéanamh in aghaidh an tsoicind. Mar sin féin, tá buaic na hinnealtóireachta daonna seo ag brath go hiomlán ar na heilimintí dofheicthe a thógann é.

Argón leachtach íonachta ultra-ard ní hamháin gur earra é; is colún bunúsach é den tionscal leathsheoltóra. Ó bhreith leáite na gcriostal sileacain a chosaint go dtí an plasma a shnoiteann ciorcaid ar scála nanaiméadar a chumasú, ráthaíonn argón an timpeallacht iontach atá riachtanach chun Dlí Moore a choinneáil beo. Mar theorainneacha leictreonaic argón leachtach a leathnú chun tacú le AI, ríomhaireacht chandamach, agus ardbhainistíocht cumhachta, beidh an t-éileamh ar an leacht támh fíorghlan seo ina fhórsa tiomána taobh thiar de dhul chun cinn teicneolaíochta domhanda.

CCanna

C1: Cén fáth a bhfuil argón leachtach níos fearr ná gáis támha eile cosúil le nítrigin nó héiliam i bpróisis leathsheoltóra áirithe?

A: Cé go bhfuil nítrigin níos saoire agus a úsáidtear go forleathan mar ghás purge ginearálta, níl sé fíor-thámh ag teochtaí an-ard; is féidir leis imoibriú le sileacain leáite chun lochtanna nítríde sileacain a fhoirmiú. Tá Héiliam támh ach an-éadrom agus costasach. Buaileann Argón an “láthair milis” - tá sé go hiomlán támh fiú ag teochtaí foircneacha, trom go leor chun sileacain leáite a bhratéad go héifeachtach, agus tá an mhais adamhach foirfe aige chun adaimh a scaoileadh amach go fisiciúil le linn próisis sputtering plasma gan imoibrithe ceimiceacha nach dteastaíonn a chruthú.

C2: Conas a iompraítear argón leachtach ultra-ard íonachta chuig gléasraí monaraithe leathsheoltóra (fabs) gan éilliú?

A: Is mórdhúshlán lóistíochta é íonacht a choinneáil le linn idirthurais. Iompraítear argón leachtach UHP i trucailí tancaer crióigineacha speisialaithe ard-inslithe. Déantar dromchlaí istigh na n-umar seo, chomh maith leis na comhlaí agus na píobáin aistrithe go léir, a leictreaphlátáil go dtí bailchríoch scátháin chun cosc ​​a chur ar ghású agus ar shedding na gcáithníní. Sula ndéantar é a luchtú, déantar folúsghlanadh dian ar an gcóras iomlán. Nuair a shroicheann sé an fab, téann an gás trí íonaitheoirí pointe úsáide a bhaineann úsáid as teicneolaíochtaí glacadóirí ceimiceacha chun aon eisíontais ar leibhéal ppt (codanna in aghaidh an trilliún) a bhaint amach sula sroicheann an t-argón an sliseog.

C3: Cén leibhéal íonachta beacht atá ag teastáil le haghaidh “argón leacht leathsheoltóra,” agus conas a dhéantar é a thomhas?

A: I gcás ard-dhéantúsaíochta leathsheoltóra, caithfidh íonacht an argóin a bheith ar a laghad “6N” (99.9999% íon), cé go n-éilíonn roinnt próiseas ceannródaíoch 7N. Ciallaíonn sé seo go bhfuil neamhíonachtaí cosúil le ocsaigin, taise, agus hidreacarbóin teoranta do 1 chuid in aghaidh an mhilliúin (ppm) nó fiú codanna in aghaidh an bhilliún (ppb). Déantar na leibhéil eisíontais íosta seo a thomhas i bhfíor-am ag an fab ag baint úsáide as trealamh anailíse an-íogair, mar Speictreascópacht Chuas-Síos (CRDS) agus Crómatagrafaíocht Gháis le mais-speictriméadracht (GC-MS), ag cinntiú rialú cáilíochta leanúnach.