Тырнақтың көлеміндей чипте миллиардтаған транзисторлар жасырылған. Бұл наноөлшемді 'электрондық сарбаздар' таза атмосфералық ортада жасалуы керек. Қоршаған ортадағы шаң, ылғал және басқа ластаушы заттар микросхемалардың қысқа тұйықталуына және сынықтарға әкелуі мүмкін. Жартылай өткізгіш қолғап қорабы тұрақты, сусыз, оттегісіз және шаңсыз инертті атмосфера ортасын жасайды.
I. Жартылай өткізгішті қолғап қорапшасының функциялары
Газды тазарту функциясы
Жартылай өткізгішті қолғап қорабы а газды тазарту жүйесі . Бұл жүйенің негізгі қызметі қораптың ішіндегі газдың жоғары тазалығын сақтау үшін суды, оттегін және сүзгі қоспаларын кетіру болып табылады. Суды кетіру әдетте су молекулаларын іріктеп адсорбциялауға қабілетті біркелкі микрокеуекті құрылымы бар молекулалық електерді пайдаланады, осылайша қорап ішіндегі ылғалдылықты өте төмен деңгейге дейін төмендетеді. Белсенді металдар (мысалы, мыс катализаторлары) оттегімен әрекеттесіп, оны металл оксидтеріне дейін тотықтырады, осылайша оксигенацияға қол жеткізеді. Талшықты сүзгі қағазы және белсендірілген көмір сияқты көп қабатты фильтрация құралдарын пайдаланатын сүзгілер шаң бөлшектерін, микроорганизмдерді және басқа қоспаларды ұстап, газдың жоғары тазалығын қамтамасыз ету арқылы қорап ішіндегі газды тазартады.
Қоршаған ортаны бақылау және бақылау жүйесі
Нақты уақытта қоршаған орта параметрлерін бақылау үшін жартылай өткізгіш қолғап қорапшасының ішіне әртүрлі сенсорлар орнатылған. Оттегі сенсорлары қораптағы оттегі концентрациясын дәл өлшейді, ал ылғал анализаторлары (шық нүктесі сенсорлары ) судың құрамын үздіксіз бақылайды. Су немесе оттегі концентрациясы алдын ала белгіленген шектерден асып кетсе, жүйе дабыл береді. Бөлшектерді есептегіштерді қорап ішіндегі шаң бөлшектерінің санын бақылау үшін де біріктіруге болады.
Жабдықты біріктіру және үйлесімділік
Жартылай өткізгішті қолғап қораптары әртүрлі чиптерді өндіру құралдарымен үздіксіз өзара әрекеттесуге мүмкіндік беретін жабдықты біріктірудің тамаша мүмкіндіктеріне ие. Мысалы, оларды фотолитографиялық машиналармен, ою машиналарымен және электронды сәулелік булану жабдықтарымен біріктіруге болады. Фотолитография машинасымен біріктірілген кезде қолғап қорапшасы ластануды болдырмай, қолғап қорапшасы мен фотолитография машинасы арасында тасымалдау кезінде пластинаның таза ортада қалуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, қолғап қорапшасының басқару жүйесі біріктірілген жабдықтың басқару жүйелерімен байланыса алады, бұл чипті өндірудің бүкіл процесін автоматтандырылған басқаруға мүмкіндік береді. Мысалы, вафли қолғап қорапшасының ішінде фоторезисттік жабуды аяқтағаннан кейін, жүйе фотолитография машинасына экспозиция қадамына дайындалу үшін автоматты түрде сигнал бере алады, бұл өндіріс тиімділігі мен дәлдігін айтарлықтай арттырады.
II. Жартылай өткізгішті қолғап қорапшасы арқылы чип материалдарын қорғау
Фоторезистенттер мен әзірлеушілер сияқты материалдар ауадағы оттегіге, ылғалға және металл иондарына өте сезімтал. Мысал ретінде фоторезисті алсақ: бұл чип өндірісіндегі маңызды материал. Фотолитография кезінде фоторезист жарықты дәл сезіп, дизайн үлгісін пластинаға тасымалдау үшін химиялық реакциялардан өтуі керек. Кәдімгі ауамен әсер етсе, фоторезисттің фотосезімтал компоненттері оттегімен жанасқанда тез тотығады, бұл фоторезисттің нашарлауына әкеледі. Оның фотосезімталдығы күрт төмендейді, нәтижесінде кейінгі литография кезінде үлгіні дәл қайта шығару мүмкін болмайды, бұл үлгінің ауытқуына немесе чипте толық қателіктерге әкеледі.
Жоғары дәлдіктегі жұқа қабықшалар ылғалдылығы 3%-дан асатын орталарда дымқыл печенье сияқты ісінуі мүмкін. Мысалы, өте жұқа оқшаулағыш пленкалар, көбінесе қалыңдығы тек нанометрлер, кейбір чиптерді өндіру процестерінде қолданылады. Қоршаған ортаның ылғалдылығы шектен асқанда, су молекулалары қабықшаға бірте-бірте еніп, молекулалар арасындағы қашықтықты арттырады және қабықтың ісінуі мен деформациясын тудырады. Бұл деформация микросхеманың дәл жобаланған ішкі схемасын бұзады, электронды сигналдың берілуіне әсер етеді және микросхеманы жұмыс істемейтін етеді.
Чиптің ішіндегі схема күрделі өрмекші торына ұқсайды. Ауадағы металл иондары (мыс иондары сияқты) осы тізбекте өткізгіш жолдар жасай алады, бұл қысқа тұйықталуға әкеледі. Мысалы, мыс иондары тізбектің сыни түйіндеріне жабысып қалса, жұмыс кезінде электр тогы жобаланған жолдарды айналып өтіп, металл иондары түзетін осы 'төте жолдар' арқылы ағып кетуі мүмкін. Бұл жергілікті қызып кетуді және чиптің істен шығуын тудырады.
Өте таза қолғап қорапшасы инертті атмосфераны жасау үшін азотпен немесе аргонмен тазарту арқылы бұл материалдарды тұрақты ұстайды және чиптің мерзімінен бұрын 'оюдың' алдын алады. Қолғап қорапшасының ішінде азот немесе аргон бастапқы ауаны ауыстырады. Тазарту және сүзу жүйелерімен үйлескенде ол ылғалды, оттегін, металл бөлшектерін және т.б. сіңіреді, су, оттегі және металл иондарымен ластанбаған таза кеңістік жасайды. Фоторезист және әзірлеуші сияқты материалдар осы ортада өздерінің бастапқы химиялық және физикалық қасиеттерін сақтайды, чип өндірісінің әрбір кезеңі үшін сенімді материалды негіз береді.
Жартылай өткізгішті қолғап қорапшасы чиптің сапасы мен өнімділігін қамтамасыз ететін 'көрінбейтін қамқоршы' ретінде әрекет ете отырып, чиптерді өндірудің бүкіл процесі үшін тұрақты және таза ортаны қамтамасыз етеді деп айтуға болады.
