செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் அல்ட்ரா-ஹை ப்யூரிட்டி லிக்விட் ஆர்கானின் முக்கிய பங்கு
நவீன உலகம் சிலிக்கானில் இயங்குகிறது. நமது பைகளில் உள்ள ஸ்மார்ட்போன்கள் முதல் செயற்கை நுண்ணறிவை இயக்கும் பாரிய தரவு மையங்கள் வரை, குறைக்கடத்தி சில்லுகள் டிஜிட்டல் யுகத்தின் அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதிகள். ஆயினும்கூட, இந்த சில்லுகளின் சிக்கலான பொறியியல் மற்றும் நுண்ணிய கட்டிடக்கலைக்கு பின்னால் ஒரு அமைதியான, கண்ணுக்கு தெரியாத மற்றும் முற்றிலும் அவசியமான செயல்படுத்தல் உள்ளது: அதி உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான்.
செமிகண்டக்டர் தொழில் மூரின் விதியை இடைவிடாமல் பின்பற்றுவதால் - டிரான்சிஸ்டர்களை நானோமீட்டர் மற்றும் சப்-நானோமீட்டர் அளவுகளுக்கு சுருக்குகிறது - பிழைக்கான விளிம்பு மறைந்துவிட்டது. இந்த மிகத் துல்லியமான சூழலில், வளிமண்டல வாயுக்கள் மற்றும் நுண்ணிய அசுத்தங்கள் இறுதி எதிரிகள். இதை எதிர்த்துப் போராட, குறைக்கடத்தி உற்பத்தி ஆலைகள் (பேப்ஸ்) சிறப்பு வாயுக்களின் நிலையான, குறைபாடற்ற விநியோகத்தை நம்பியுள்ளன. இவற்றில், குறைக்கடத்தி திரவ ஆர்கான் அதிக மகசூல், குறைபாடற்ற படிக கட்டமைப்புகள் மற்றும் மேம்பட்ட லித்தோகிராஃபி வெற்றிகரமாக செயல்படுத்தப்படுவதை உறுதி செய்வதில் ஒரு முக்கிய அங்கமாக உள்ளது.
இந்த விரிவான வழிகாட்டி சிப் தயாரிப்பில் ஆர்கானின் முக்கிய பங்கை ஆராய்கிறது, அதன் தூய்மை ஏன் பேச்சுவார்த்தைக்குட்படாது, அது எவ்வாறு முன்னேற்றத்திற்கு உந்துகிறது என்பதை ஆராய்கிறது. திரவ ஆர்கான் மின்னணுவியல், மற்றும் இந்த இன்றியமையாத வளத்திற்கு எதிர்காலம் என்ன.
1. அல்ட்ரா-ஹை ப்யூரிட்டி லிக்விட் ஆர்கான் என்றால் என்ன?
ஆர்கான் (Ar) ஒரு உன்னத வாயு, இது பூமியின் வளிமண்டலத்தில் தோராயமாக 0.93% ஆகும். இது நிறமற்றது, மணமற்றது, சுவையற்றது மற்றும்-மிக முக்கியமாக தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு-அதிக மந்தமானது. இது தீவிர வெப்பநிலை அல்லது அழுத்தத்தின் கீழ் கூட மற்ற உறுப்புகளுடன் வினைபுரிவதில்லை.
இருப்பினும், அன்றாட தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஆர்கான் (நிலையான வெல்டிங் போன்றவை) பல பில்லியன் டாலர் செமிகண்டக்டர் ஃபேப்பில் தேவைப்படும் ஆர்கானில் இருந்து மிகவும் வேறுபட்டது. அல்ட்ரா-உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் (UHP ஆர்கான்) என்பது ஒரு அசாதாரண அளவிற்கு சுத்திகரிக்கப்பட்ட ஆர்கானைக் குறிக்கிறது, பொதுவாக 99.999% (5N) முதல் 99.9999% (6N) அல்லது அதற்கும் அதிகமான தூய்மை நிலைகளை அடைகிறது. இந்த நிலைகளில், ஆக்ஸிஜன், ஈரப்பதம், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரோகார்பன்கள் போன்ற அசுத்தங்கள் பில்லியனுக்கு பாகங்கள் (பிபிபி) அல்லது பார்ட்ஸ் பெர் டிரில்லியனில் (பிபிடி) அளவிடப்படுகின்றன.
ஏன் திரவ வடிவம்?
வாயுக்களை அவற்றின் வாயு நிலையில் சேமித்து கொண்டு செல்வதற்கு பாரிய, உயர் அழுத்த சிலிண்டர்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஆர்கானை அதன் கொதிநிலை -185.8°C (-302.4°F)க்கு குளிர்விப்பதன் மூலம், அது ஒரு திரவமாக ஒடுங்குகிறது. திரவ ஆர்கான் அதன் வாயு எண்ணின் அளவின் 1/840 வது பகுதியை எடுத்துக்கொள்கிறது. இந்த நம்பமுடியாத அடர்த்தியானது, செமிகண்டக்டர் ஃபேப்ஸுக்குத் தேவையான பாரிய அளவுகளை எடுத்துச் செல்வதற்கும் சேமிப்பதற்கும் பொருளாதார ரீதியாக லாபகரமானதாக ஆக்குகிறது, பின்னர் அது பயன்பாட்டின் இடத்தில் தேவைப்படும்போது துல்லியமாக மீண்டும் வாயுவாக ஆவியாகிறது.
2. செமிகண்டக்டர் தொழில் ஏன் முழுமையான தூய்மையைக் கோருகிறது
அதி உயர் தூய்மையின் அவசியத்தைப் புரிந்து கொள்ள, நவீன குறைக்கடத்தி உற்பத்தியின் அளவை ஒருவர் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். இன்றைய மிகவும் மேம்பட்ட சில்லுகள் சில நானோமீட்டர்கள் அகலம் கொண்ட டிரான்சிஸ்டர்களைக் கொண்டுள்ளன. இதை முன்னோக்கி வைக்க, மனித முடியின் ஒரு இழை சுமார் 80,000 முதல் 100,000 நானோமீட்டர்கள் தடிமனாக இருக்கும்.
நீங்கள் அணு மட்டத்தில் கட்டமைப்புகளை உருவாக்கும்போது, ஆக்ஸிஜனின் ஒரு மூலக்கூறு அல்லது ஒரு நுண்ணிய நீர்த்துளி பேரழிவை ஏற்படுத்தும்.
-
ஆக்சிஜனேற்றம்: தேவையற்ற ஆக்ஸிஜன் மென்மையான சிலிக்கான் கட்டமைப்புகளுடன் வினைபுரிந்து, அவற்றின் மின் பண்புகளை மாற்றும்.
-
துகள் மாசுபாடு: ஒரு தவறான துகள் கூட நானோ அளவிலான டிரான்சிஸ்டரை ஷார்ட் சர்க்யூட் செய்து, மைக்ரோசிப்பின் முழுப் பகுதியையும் பயனற்றதாக ஆக்குகிறது.
-
மகசூல் குறைப்பு: ஒரு வாரத்திற்கு ஆயிரக்கணக்கான செதில்களைச் செயலாக்குவதில், வாயு மாசுபாட்டின் காரணமாக விளைச்சலில் சிறிதளவு வீழ்ச்சி ஏற்பட்டால், பல மில்லியன் டாலர்கள் வருவாய் இழப்பு ஏற்படும்.
எனவே, தி குறைக்கடத்தி திரவ ஆர்கான் தூய்மையான அறை சூழலில் அறிமுகப்படுத்தப்படுவது எந்த எதிர்வினை அசுத்தங்களும் இல்லாமல் இருக்க வேண்டும்.
3. செமிகண்டக்டர் லிக்விட் ஆர்கானின் முக்கிய பயன்பாடுகள்
ஒரு சிலிக்கான் செதில் மூலப்பொருளில் இருந்து முடிக்கப்பட்ட நுண்செயலிக்கான பயணம் நூற்றுக்கணக்கான சிக்கலான படிகளை எடுக்கும். அல்ட்ரா-உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் இந்த பயணத்தின் பல முக்கியமான கட்டங்களில் ஆழமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளது.
3.1 சிலிக்கான் கிரிஸ்டல் புல்லிங் (சோக்ரால்ஸ்கி செயல்முறை)
எந்த மைக்ரோசிப்பின் அடித்தளமும் சிலிக்கான் செதில் ஆகும். இந்த செதில்கள் Czochralski (CZ) முறையைப் பயன்படுத்தி வளர்க்கப்படும் பாரிய, ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் இங்காட்களிலிருந்து வெட்டப்படுகின்றன. இந்தச் செயல்பாட்டில், மிகவும் சுத்திகரிக்கப்பட்ட பாலிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கான், 1,400°Cக்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் குவார்ட்ஸ் க்ரூசிபில் உருகப்படுகிறது. ஒரு விதை படிகம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு, மெதுவாக மேல்நோக்கி இழுக்கப்பட்டு, உருகலில் இருந்து சரியான உருளை படிகத்தை வரைகிறது.
இந்த தீவிர வெப்ப செயல்பாட்டின் போது, உருகிய சிலிக்கான் அதிக வினைத்திறன் கொண்டது. இது ஆக்ஸிஜன் அல்லது நைட்ரஜனுடன் தொடர்பு கொண்டால், அது சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு அல்லது சிலிக்கான் நைட்ரைடை உருவாக்கி, தூய படிக அமைப்பை அழித்துவிடும். இங்கே, ஆர்கான் இறுதி பாதுகாப்பாளராக செயல்படுகிறது. உலை தொடர்ந்து ஆவியாகி சுத்தப்படுத்தப்படுகிறது அதி உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் முற்றிலும் மந்தமான சூழ்நிலையை உருவாக்க வேண்டும். ஆர்கான் காற்றை விட கனமானதாக இருப்பதால், உருகிய சிலிக்கான் மீது ஒரு பாதுகாப்பு போர்வையை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக வரும் இங்காட் கட்டமைப்பு ரீதியாக சரியானது மற்றும் நுண்ணிய குறைபாடுகள் இல்லாமல் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.
3.2 பிளாஸ்மா பொறித்தல் மற்றும் படிதல்
நவீன சில்லுகள் 3D அடுக்குகளில் கட்டப்பட்டுள்ளன. இது மின்கடத்தா அல்லது இன்சுலேடிங் பொருட்களின் நுண்ணிய அடுக்குகளை செதில் மீது வைப்பதும், பின்னர் சுற்றுகளை உருவாக்க குறிப்பிட்ட பகுதிகளை பொறிப்பதும் அடங்கும்.
-
ஸ்பட்டரிங் (உடல் நீராவி படிவு - PVD): ஆர்கான் என்பது தெளிப்பதில் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மை வாயு. வெற்றிட அறையில், ஆர்கான் வாயு பிளாஸ்மாவாக அயனியாக்கம் செய்யப்படுகிறது. இந்த நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஆர்கான் அயனிகள் பின்னர் இலக்குப் பொருளாக (தாமிரம் அல்லது டைட்டானியம் போன்றவை) துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன. கனமான ஆர்கான் அயனிகளின் சுத்த இயக்க விசை அணுக்களை இலக்கில் இருந்து தட்டுகிறது, பின்னர் அவை சிலிக்கான் செதில் மீது சமமாகப் படிகின்றன. ஆர்கான் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் அதன் அணு நிறை உலோக அணுக்களை வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரியாமல் திறமையாக வெளியேற்றுவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
-
ஆழமான எதிர்வினை அயன் பொறித்தல் (DRIE): உற்பத்தியாளர்கள் சிலிக்கானில் ஆழமான, மிகத் துல்லியமான அகழிகளை பொறிக்க வேண்டியிருக்கும் போது - நினைவக சில்லுகள் மற்றும் மேம்பட்ட பேக்கேஜிங்கிற்கு முக்கியமானது - ஆர்கான் பெரும்பாலும் எதிர்வினை வாயுக்களுடன் கலந்து பிளாஸ்மாவை உறுதிப்படுத்துகிறது மற்றும் செதில் மேற்பரப்பில் உடல் ரீதியாக குண்டு வீச உதவுகிறது, பொறிக்கப்பட்ட துணை தயாரிப்புகளை துடைக்கிறது.
3.3 DUV மற்றும் EUV லித்தோகிராபி (எக்ஸைமர் லேசர்கள்)
லித்தோகிராஃபி என்பது செதில்களில் சுற்று வடிவங்களை அச்சிட ஒளியைப் பயன்படுத்தும் செயல்முறையாகும். சுற்றுகள் சுருங்கிவிட்டதால், உற்பத்தியாளர்கள் குறைந்த அலைநீளங்களைக் கொண்ட ஒளியைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருந்தது. இது எங்கே திரவ ஆர்கான் மின்னணுவியல் ஒளியியல் இயற்பியலுடன் வெட்டுங்கள்.
ஆழமான புற ஊதா (DUV) லித்தோகிராஃபி ஆர்எஃப் (ஆர்கான் புளோரைடு) எக்ஸைமர் லேசர்களை பெரிதும் நம்பியுள்ளது. இந்த லேசர்கள் 193 நானோமீட்டர் அலைநீளத்துடன் அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்ட ஒளியை உருவாக்க ஆர்கான், ஃப்ளோரின் மற்றும் நியான் வாயுக்களின் துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த லேசர் குழிகளில் பயன்படுத்தப்படும் ஆர்கானின் தூய்மை நம்பமுடியாத அளவிற்கு கண்டிப்பானது. எந்தவொரு அசுத்தங்களும் லேசர் ஒளியியலைச் சிதைத்து, ஒளியின் தீவிரத்தைக் குறைக்கலாம், மேலும் லித்தோகிராஃபி செயல்முறையை மங்கலான அல்லது குறைபாடுள்ள சுற்றுகளை அச்சிடலாம்.
புதிய எக்ஸ்ட்ரீம் அல்ட்ரா வயலட் (EUV) லித்தோகிராஃபி அமைப்புகளில் கூட, மென்மையான, மிகவும் சிக்கலான கண்ணாடி அமைப்புகளை முற்றிலும் மூலக்கூறு மாசுபாட்டின்றி வைத்திருக்க ஆர்கான் ஒரு சுத்திகரிப்பு வாயுவாக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.
3.4 அனீலிங் மற்றும் வெப்ப செயலாக்கம்
டோபண்டுகள் (போரான் அல்லது பாஸ்பரஸ் போன்றவை) அதன் மின் பண்புகளை மாற்ற சிலிக்கானில் பொருத்தப்பட்ட பிறகு, படிக லேட்டிஸின் சேதத்தை சரிசெய்வதற்கும் டோபண்டுகளை செயல்படுத்துவதற்கும் செதில் அதிக வெப்பநிலைக்கு சூடாக்கப்பட வேண்டும். அனீலிங் எனப்படும் இந்த செயல்முறையானது, செதில்களின் மேற்பரப்பு ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுவதைத் தடுக்க, கண்டிப்பாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட, ஆக்ஸிஜன் இல்லாத சூழலில் நடக்க வேண்டும். தீவிர தூய ஆர்கானின் தொடர்ச்சியான ஓட்டம் இந்த பாதுகாப்பான வெப்ப சூழலை வழங்குகிறது.
4. திரவ ஆர்கான் எலக்ட்ரானிக்ஸ்: தொழில்நுட்பத்தின் அடுத்த தலைமுறைக்கு சக்தி அளித்தல்
கால திரவ ஆர்கான் மின்னணுவியல் இந்த கிரையோஜெனிக் பொருளைச் சார்ந்துள்ள உயர் தொழில்நுட்ப சாதனங்கள் மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறைகளின் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பை பரந்த அளவில் உள்ளடக்கியது. செயற்கை நுண்ணறிவு (AI), இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ் (IoT) மற்றும் தன்னாட்சி வாகனங்கள் ஆதிக்கம் செலுத்தும் ஒரு சகாப்தத்திற்கு நாம் செல்லும்போது, அதிக சக்தி வாய்ந்த, ஆற்றல் திறன் கொண்ட சில்லுகளுக்கான தேவை உயர்ந்து வருகிறது.
-
AI முடுக்கிகள் மற்றும் GPUகள்: பெரிய மொழி மாதிரிகள் போன்ற AI மாடல்களைப் பயிற்றுவிப்பதற்கு தேவைப்படும் பாரிய வரைகலை செயலாக்க அலகுகளுக்கு (GPU) நம்பமுடியாத அளவிற்கு பெரிய, குறைபாடுகள் இல்லாத சிலிக்கான் டைஸ் தேவைப்படுகிறது. டை பெரியதாக இருந்தால், ஒரு அசுத்தம் முழு சிப்பையும் அழிக்கும் வாய்ப்பு அதிகம். UHP ஆர்கான் வழங்கிய குறைபாடற்ற சூழல் இங்கு பேச்சுவார்த்தைக்குட்படாது.
-
குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்: ஆராய்ச்சியாளர்கள் குவாண்டம் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்குவதால், குவிட்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் சூப்பர் கண்டக்டிங் பொருட்களுக்கு பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் மாசுபடும் உற்பத்தி சூழல்கள் தேவைப்படுகின்றன. இந்த அடுத்த தலைமுறை செயலிகளின் கிரையோஜெனிக் தயாரிப்பு மற்றும் புனையமைப்பில் ஆர்கான் சுத்திகரிப்பு அவசியம்.
-
பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்: மின்சார வாகனங்கள் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GaN) ஆற்றல் சில்லுகளை நம்பியுள்ளன. இந்த கலவை குறைக்கடத்தி படிகங்களை வளர்ப்பதற்கு நிலையான சிலிக்கானை விட அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது, இது ஆர்கானின் மந்தமான பாதுகாப்பு பண்புகளை இன்னும் முக்கியமானது.
5. விநியோகச் சங்கிலி மற்றும் ஆதாரத்தின் விமர்சனம்
அதி-உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கானை உற்பத்தி செய்வது நவீன இரசாயன பொறியியலின் அற்புதம். பாரிய காற்றுப் பிரிப்பு அலகுகளில் (ASUs) கிரையோஜெனிக் பின்ன வடிகட்டுதலைப் பயன்படுத்தி இது பொதுவாக காற்றில் இருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், வாயுவை உற்பத்தி செய்வது பாதி போரில் மட்டுமே உள்ளது; தூய்மையை இழக்காமல் அதை குறைக்கடத்தி கருவிக்கு வழங்குவதும் சவாலானது.
போக்குவரத்தின் போது மாசு கட்டுப்பாடு
தொடும் ஒவ்வொரு வால்வு, குழாய் மற்றும் சேமிப்பு தொட்டி அதி உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் விசேஷமாக எலக்ட்ரோபாலிஷ் செய்யப்பட்டு முன் சுத்திகரிக்கப்பட வேண்டும். ஒரு போக்குவரத்து டேங்கரில் நுண்ணிய கசிவு இருந்தால், வளிமண்டல அழுத்தம் ஆர்கானை வெளியே விடாது; கிரையோஜெனிக் வெப்பநிலை உண்மையில் வளிமண்டல அசுத்தங்களை ஈர்க்கும் உள்ளே, ஒரு முழு தொகுதியையும் அழிக்கிறது.
ஃபேப் மட்டத்தில், திரவ ஆர்கான் பாரிய வெற்றிட-இன்சுலேட்டட் மொத்த தொட்டிகளில் சேமிக்கப்படுகிறது. இது மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த ஆவியாக்கிகள் மற்றும் க்ளீன்ரூமிற்குள் நுழைவதற்கு முன்பே பாயிண்ட்-ஆஃப்-யூஸ் கேஸ் ப்யூரிஃபையர்கள் வழியாக அனுப்பப்படுகிறது.
தொடர்ச்சியான, தடையின்றி உற்பத்தியை பராமரிக்க, குறைக்கடத்தி உற்பத்தியாளர்கள் இந்த கடுமையான விநியோகச் சங்கிலியில் தேர்ச்சி பெற்ற உயர்மட்ட எரிவாயு சப்ளையர்களுடன் கூட்டு சேர வேண்டும். உறுதியான தூய்மை அளவீடுகளுடன் இந்த முக்கியமான பொருளின் தொடர்ச்சியான, நம்பகமான விநியோகத்தைப் பாதுகாக்க விரும்பும் அதிநவீன வசதிகளுக்காக, நம்பகமான வழங்குநர்களிடமிருந்து சிறப்பு தொழில்துறை எரிவாயு தீர்வுகளை ஆராய்கிறது Huazhong எரிவாயு துல்லியமான தரநிலைகள் பூர்த்தி செய்யப்படுவதை உறுதிசெய்கிறது மற்றும் உற்பத்தி வேலையில்லா நேரம் நீக்கப்பட்டது.
6. பொருளாதாரம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கருத்தாய்வுகள்
நவீன கிகாஃபாப் நுகரும் ஆர்கானின் சுத்த அளவு திகைக்க வைக்கிறது. ஒரு பெரிய குறைக்கடத்தி உற்பத்தி வசதி ஒவ்வொரு நாளும் பல்லாயிரக்கணக்கான கன மீட்டர் தீவிர தூய வாயுவை உட்கொள்ளும்.
நிலைத்தன்மை மற்றும் மறுசுழற்சி
ஆர்கான் ஒரு உன்னத வாயு மற்றும் பெரும்பாலான குறைக்கடத்தி செயல்முறைகளில் இரசாயன நுகர்வு இல்லாததால் (இது பெரும்பாலும் ஒரு உடல் கவசம் அல்லது பிளாஸ்மா ஊடகமாக செயல்படுகிறது), ஆர்கான் மீட்பு மற்றும் மறுசுழற்சி அமைப்புகளுக்கு தொழில்துறையில் அதிக உந்துதல் உள்ளது. மேம்பட்ட ஃபேப்கள் அதிகளவில் ஆன்சைட் மீட்பு அலகுகளை நிறுவுகின்றன, அவை படிக இழுக்கும் உலைகள் மற்றும் ஸ்பட்டரிங் அறைகளிலிருந்து ஆர்கான் வெளியேற்றத்தைப் பிடிக்கின்றன. இந்த வாயு பின்னர் உள்ளூரில் மீண்டும் சுத்திகரிக்கப்படுகிறது. இது ஃபேபின் இயக்கச் செலவைக் கணிசமாகக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், புதிய ஆர்கானை திரவமாக்குவது மற்றும் நீண்ட தூரங்களுக்குக் கொண்டு செல்வதுடன் தொடர்புடைய கார்பன் தடத்தையும் குறைக்கிறது.
7. மேம்பட்ட முனை உற்பத்தியில் ஆர்கானின் எதிர்காலம்
குறைக்கடத்தி தொழில் 2nm, 14A (angstrom) மற்றும் அதற்கு அப்பால் தள்ளும் போது, டிரான்சிஸ்டர்களின் கட்டமைப்பு மாறுகிறது. நாங்கள் FinFET இலிருந்து Gate-All-Around (GAA) க்கும், இறுதியில் நிரப்பு FET (CFET) வடிவமைப்புகளுக்கும் நகர்கிறோம்.
இந்த 3D கட்டமைப்புகளுக்கு அணு அடுக்கு படிவு (ALD) மற்றும் அணு அடுக்கு பொறித்தல் (ALE) - சிலிக்கானை ஒரு நேரத்தில் ஒரு அணுவைக் கையாளும் செயல்முறைகள் தேவை. ALD மற்றும் ALE இல், துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆர்கானின் துடிப்புகள் இரசாயன அளவுகளுக்கு இடையில் எதிர்வினை அறையை சுத்தப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அணு மேற்பரப்பில் நோக்கம் கொண்ட இடத்தில் மட்டுமே எதிர்வினைகள் நிகழும் என்பதை உறுதி செய்கிறது.
துல்லியம் அதிகரிக்கும் போது, நம்பகத்தன்மை குறைக்கடத்தி திரவ ஆர்கான் தீவிரமடையும். தூய்மைத் தேவைகள் தற்போதைய 6N தரநிலைகளைக் கூட விஞ்சி, 7N (99.99999%) அல்லது அதற்கும் மேலான நிலைக்குத் தள்ளப்பட்டு, எரிவாயு சுத்திகரிப்பு மற்றும் அளவியல் தொழில்நுட்பங்களில் மேலும் புதுமைகளை உருவாக்குகிறது.
முடிவுரை
முடிக்கப்பட்ட நுண்செயலியைக் கண்டு வியப்பது எளிது—ஒரு வினாடிக்கு டிரில்லியன் கணக்கான கணக்கீடுகளைச் செய்யும் திறன் கொண்ட பில்லியன் கணக்கான நுண்ணிய சுவிட்சுகளைக் கொண்ட சிலிக்கான் துண்டு. ஆயினும்கூட, மனிதப் பொறியியலின் இந்த உச்சம் அதைக் கட்டமைக்கும் கண்ணுக்குத் தெரியாத கூறுகளைச் சார்ந்தது.
அல்ட்ரா-உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் வெறும் பண்டம் அல்ல; இது குறைக்கடத்தி தொழில்துறையின் அடித்தளமாக உள்ளது. சிலிக்கான் படிகங்களின் உருகிய பிறப்பைக் காப்பதில் இருந்து நானோமீட்டர் அளவிலான சுற்றுகளை செதுக்கும் பிளாஸ்மாவை இயக்குவது வரை, மூரின் சட்டத்தை உயிர்ப்புடன் வைத்திருக்க தேவையான அழகிய சூழலுக்கு ஆர்கான் உத்தரவாதம் அளிக்கிறது. எல்லைகளாக திரவ ஆர்கான் மின்னணுவியல் AI, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் மேம்பட்ட ஆற்றல் மேலாண்மை ஆகியவற்றை ஆதரிக்க விரிவுபடுத்துங்கள், இந்த முழுமையான தூய்மையான, செயலற்ற திரவத்திற்கான தேவை உலகளாவிய தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்திற்கு உந்து சக்தியாகத் தொடரும்.
அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்
Q1: சில குறைக்கடத்தி செயல்முறைகளில் நைட்ரஜன் அல்லது ஹீலியம் போன்ற பிற மந்த வாயுக்களை விட திரவ ஆர்கான் ஏன் விரும்பப்படுகிறது?
A: நைட்ரஜன் மலிவானது மற்றும் பொது சுத்திகரிப்பு வாயுவாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மிக அதிக வெப்பநிலையில் உண்மையில் செயலற்றது அல்ல; இது உருகிய சிலிக்கானுடன் வினைபுரிந்து சிலிக்கான் நைட்ரைடு குறைபாடுகளை உருவாக்குகிறது. ஹீலியம் செயலற்றது ஆனால் மிகவும் இலகுவானது மற்றும் விலை உயர்ந்தது. ஆர்கான் "ஸ்வீட் ஸ்பாட்"-ஐத் தாக்குகிறது-அதிக வெப்பநிலையில் கூட இது முற்றிலும் செயலற்றது, உருகிய சிலிக்கானை திறம்பட போர்வை செய்யும் அளவுக்கு கனமானது, மேலும் தேவையற்ற இரசாயன எதிர்வினைகளை ஏற்படுத்தாமல் பிளாஸ்மா ஸ்பட்டரிங் செயல்முறைகளின் போது அணுக்களை உடல் ரீதியாக வெளியேற்றுவதற்கான சரியான அணு நிறை கொண்டது.
Q2: அதி-உயர் தூய்மை திரவ ஆர்கான் எவ்வாறு மாசுபடாமல் குறைக்கடத்தி ஃபேப்ரிகேஷன் ஆலைகளுக்கு (ஃபேப்ஸ்) கொண்டு செல்லப்படுகிறது?
A: போக்குவரத்தின் போது தூய்மையை பராமரிப்பது ஒரு பெரிய தளவாட சவாலாகும். UHP திரவ ஆர்கான் சிறப்பு, அதிக இன்சுலேட்டட் கிரையோஜெனிக் டேங்கர் டிரக்குகளில் கொண்டு செல்லப்படுகிறது. இந்த தொட்டிகளின் உட்புற மேற்பரப்புகள், அத்துடன் அனைத்து வால்வுகள் மற்றும் பரிமாற்ற குழல்களும், வாயு வெளியேற்றம் மற்றும் துகள்கள் உதிர்வதைத் தடுக்க கண்ணாடி பூச்சுக்கு எலக்ட்ரோபாலிஷ் செய்யப்படுகின்றன. ஏற்றுவதற்கு முன், முழு அமைப்பும் கடுமையான வெற்றிட சுத்திகரிப்புக்கு உட்படுகிறது. ஃபேபிற்கு வந்ததும், வாயு பாயிண்ட்-ஆஃப்-யூஸ் ப்யூரிஃபையர்களின் வழியாக செல்கிறது, இது ஆர்கான் செதில்களை அடைவதற்கு முன்பு எந்தவொரு தவறான பிபிடி-லெவல் (டிரில்லியனுக்கு ஒரு பகுதி) அசுத்தங்களை அகற்ற ரசாயன கெட்டர் தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.
Q3: "குறைக்கடத்தி திரவ ஆர்கானுக்கு" என்ன துல்லியமான தூய்மை நிலை தேவைப்படுகிறது, அது எவ்வாறு அளவிடப்படுகிறது?
A: மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்திக்கு, ஆர்கான் தூய்மை பொதுவாக குறைந்தபட்சம் "6N" (99.9999% தூய்மை) இருக்க வேண்டும், இருப்பினும் சில அதிநவீன செயல்முறைகளுக்கு 7N தேவைப்படுகிறது. இதன் பொருள் ஆக்ஸிஜன், ஈரப்பதம் மற்றும் ஹைட்ரோகார்பன்கள் போன்ற அசுத்தங்கள் மில்லியனுக்கு 1 பங்கு (பிபிஎம்) அல்லது பில்லியனுக்கு பாகங்கள் (பிபிபி) என்று கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. கேவிட்டி ரிங்-டவுன் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (சிஆர்டிஎஸ்) மற்றும் கேஸ் க்ரோமடோகிராபி வித் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (ஜிசி-எம்எஸ்) போன்ற அதிக உணர்திறன் கொண்ட பகுப்பாய்வு உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி இந்த சிறிய தூய்மையற்ற நிலைகள் நிகழ்நேரத்தில் அளவிடப்படுகிறது, இது தொடர்ச்சியான தரக் கட்டுப்பாட்டை உறுதி செய்கிறது.
