Хагас дамжуулагч хавтангийн үзлэгийн салбарт цэвэр өрөөний орчны цэвэр байдал нь бүтээгдэхүүний гарцтай шууд холбоотой. Чип үйлдвэрлэх процессын нарийвчлал сайжирсаар байгаа тул илрүүлэх төхөөрөмжийн зөөвөрлөх тавцангийн шаардлага улам бүр чангарч байна. Металлын ион ялгаруулдаггүй, тоосонцрын бохирдол багатай шинж чанартай боржин чулуун тавцан нь уламжлалт зэвэрдэггүй ган материалыг давж, хавтангийн үзлэгийн тоног төхөөрөмжийн хамгийн тохиромжтой шийдэл болсон.
Боржин чулуу нь голчлон кварц, хээрийн жонш, гялтгануур зэрэг металл бус эрдэс бодисоос бүрддэг байгалийн магмын чулуулаг юм. Энэ шинж чанар нь металлын ион ялгарахгүй байх давуу талыг олгодог. Үүний эсрэгээр төмөр, хром, никель зэрэг металлын хайлш болох зэвэрдэггүй ган нь цэвэр өрөөний орчинд усны уур, хүчиллэг эсвэл шүлтлэг хийн элэгдлээс болж гадаргуу дээрээ электрохимийн зэврэлтэд өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь Fe²⁺ болон Cr³⁺ зэрэг металлын ионуудын тунадасжилтыг үүсгэдэг. Эдгээр жижиг ионууд нь хавтангийн гадаргуу дээр наалдсаны дараа фотолитографи, сийлбэр зэрэг дараагийн процессуудад хагас дамжуулагч материалын цахилгаан шинж чанарыг өөрчилж, транзисторын босго хүчдэлийн хэлбэлзлийг үүсгэж, тэр ч байтугай хэлхээнд богино холболт үүсгэдэг. Мэргэжлийн байгууллагын туршилтын мэдээллээс харахад боржин чулуун тавцанг 1000 цагийн турш цэвэр өрөөний температур, чийгшлийн орчинд (23±0.5℃, 45%±5% RH) тасралтгүй байрлуулсны дараа металлын ион ялгарах нь илрүүлэх хязгаараас (<0.1ppb) бага байсан. Зэвэрдэггүй ган тавцан ашиглах үед металл ионы бохирдлоос үүдэлтэй вафлины согогийн түвшин 15% - 20% хүртэл өндөр байж болно.
Бөөмийн бохирдлын хяналтын хувьд боржин чулуун тавцангууд нь маш сайн ажилладаг. Цэвэр өрөөнүүд нь агаарт байгаа түдгэлзүүлсэн бөөмсийн концентрацид маш өндөр шаардлага тавьдаг. Жишээлбэл, ISO 1 ангиллын цэвэр өрөөнд нэг куб метр тутамд зөвшөөрөгдсөн 0.1μм бөөмсийн тоо 10-аас хэтрэхгүй байна. Зэвэрдэггүй ган тавцан нь өнгөлгөөний боловсруулалтанд орсон ч тоног төхөөрөмжийн чичиргээ, ажилтны ажиллагаа зэрэг гадны хүчний улмаас металлын хог хаягдал эсвэл исэлдсэн царцдас хуулагдах магадлалтай бөгөөд энэ нь илрүүлэх оптик замд саад учруулж эсвэл хавтангийн гадаргууг зурж болзошгүй юм. Нягт эрдэс бүтэцтэй (нягтрал ≥2.7г/см³), өндөр хатуулагтай (Мохсын шатлалаар 6-7) боржин чулуун тавцангууд нь удаан хугацааны ашиглалтын явцад элэгдэлд орох, хугарах хандлагатай байдаггүй. Хэмжсэн хэмжилтүүд нь илрүүлэх төхөөрөмжийн талбайн агаарт байгаа түдгэлзүүлсэн бөөмсийн концентрацийг зэвэрдэггүй ган тавцантай харьцуулахад 40%-иас дээш бууруулж, цэвэр өрөөний зэрэглэлийн стандартыг үр дүнтэй хадгалж чаддаг болохыг харуулж байна.
Цэвэр шинж чанараас гадна боржин чулуун тавцангийн цогц гүйцэтгэл нь зэвэрдэггүй гангийнхаас хамаагүй илүү юм. Дулааны тогтвортой байдлын хувьд түүний дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ердөө (4-8) × 10⁻⁶/℃ бөгөөд энэ нь зэвэрдэггүй гангийн талаас бага (ойролцоогоор 17× 10⁻⁶/℃) бөгөөд энэ нь цэвэр өрөөний температур хэлбэлзэх үед илрүүлэх төхөөрөмжийн байршлын нарийвчлалыг илүү сайн хадгалах боломжтой. Өндөр чийгшүүлэх шинж чанар (чийгшүүлэх харьцаа > 0.05) нь төхөөрөмжийн чичиргээг хурдан сулруулж, илрүүлэх датчик чичрэхээс сэргийлдэг. Байгалийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь нэмэлт бүрхүүлийн хамгаалалт шаардлагагүйгээр фоторезист уусгагч, сийлбэр хий болон бусад химийн бодисуудад өртсөн ч тогтвортой байх боломжийг олгодог.
Одоогийн байдлаар боржин чулуун тавцангуудыг дэвшилтэт вафли үйлдвэрлэх үйлдвэрүүдэд өргөн ашиглаж байна. Боржин чулуун тавцанг нэвтрүүлсний дараа вафлины гадаргуугийн хэсгүүдийг илрүүлэх буруу үнэлгээний түвшин 60%-иар буурч, тоног төхөөрөмжийн тохируулгын мөчлөг гурван дахин уртасч, нийт үйлдвэрлэлийн зардал 25%-иар буурсан болохыг тоо баримт харуулж байна. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл өндөр нарийвчлал руу шилжихийн хэрээр металл ионы ялгаралт тэг, хэсгүүдийн бохирдол бага зэрэг гол давуу талуудтай боржин чулуун тавцангууд нь вафлины үзлэгт тогтвортой, найдвартай дэмжлэг үзүүлсээр байх бөгөөд салбарын хөгжлийг хөдөлгөх чухал хүчин зүйл болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 5-р сарын 20