செமிகண்டக்டர் தொழிலில் கையுறை பெட்டிகளின் முக்கியத்துவம்

நவீன எலக்ட்ரானிக்ஸ் உலகில் வேகமாக வளர்ந்து வரும் உலகில், சிறிய, வேகமான மற்றும் திறமையான சாதனங்களுக்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது. இந்த கண்டுபிடிப்புகளின் மையத்தில் செமிகண்டக்டர் தொழில் உள்ளது, இது ஸ்மார்ட்போன்கள் முதல் செயற்கைக்கோள்கள் வரை அனைத்தையும் இயக்கும் மைக்ரோசிப்களை உருவாக்கும் பொறுப்பாகும். இருப்பினும், குறைக்கடத்திகளை உற்பத்தி செய்வது ஒரு நுட்பமான மற்றும் துல்லியமான செயல்முறையாகும், இது மிக உயர்ந்த சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. ஒரு சிறிய தூசி அல்லது ஈரப்பதத்தின் சுவடு போன்ற மிகச்சிறிய மாசுபாடு கூட ஒரு குறைக்கடத்தி கூறுகளை சேதப்படுத்தும் மற்றும் அதன் செயல்திறனை சமரசம் செய்யலாம்.

இந்த உணர்திறன் பொருட்களைப் பாதுகாக்க மற்றும் உகந்த வேலை நிலைமைகளை உறுதிப்படுத்த, ஒரு உபகரணத்தின் ஒரு பகுதி முற்றிலும் அவசியமானது: கையுறை பெட்டி. கையுறை பெட்டிகள் சீல் செய்யப்பட்ட, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலை வழங்குகின்றன, இது பொறியாளர்கள் மற்றும் தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் பொருட்களைக் கையாளவும், வெளிப்புற உலகின் காற்று அல்லது ஈரப்பதத்தை வெளிப்படுத்தாமல் பரிசோதனை செய்யவும் அனுமதிக்கிறது. செமிகண்டக்டர் துறையில், தூய்மையும் துல்லியமும் முதன்மையாக இருக்கும், கையுறை பெட்டிகள் உதவியாக மட்டும் இல்லை-அவை இன்றியமையாதவை.

என்பதன் முக்கியத்துவத்தை இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறது குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் கையுறை பெட்டிகள் , அவை எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, உற்பத்தியின் பல்வேறு நிலைகளில் அவற்றின் குறிப்பிட்ட பாத்திரங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் தரம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்வதில் அவை வழங்கும் நன்மைகள்.

கையுறை பெட்டி என்றால் என்ன?

ஏ கையுறை பெட்டி என்பது சீல் செய்யப்பட்ட உறை ஆகும், இது பயனர்கள் உள்ளமைக்கப்பட்ட கையுறைகளைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வளிமண்டலத்தில் பொருட்களை கையாள அனுமதிக்கிறது. காற்று, ஈரப்பதம், தூசி மற்றும் பிற அசுத்தங்களைத் தவிர்க்க உள் சூழலைத் தனிப்பயனாக்கலாம். பெரும்பாலான கையுறை பெட்டிகள் நைட்ரஜன் அல்லது ஆர்கான் போன்ற மந்த வாயுக்களால் நிரப்பப்படுகின்றன, அவை சுத்தமான மற்றும் நிலையான வேலை சூழலை வழங்குகின்றன.

கையுறை பெட்டியின் முக்கிய செயல்பாடுகள் பின்வருமாறு:

• சுற்றுச்சூழலில் இருந்து மாசுபடுவதைத் தடுக்கும்

• மிகக் குறைந்த ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதம் அளவைப் பராமரித்தல்

• உணர்திறன் அல்லது அபாயகரமான பொருட்களை பாதுகாப்பாக கையாள அனுமதிக்கிறது

• அதிக துல்லியம் தேவைப்படும் சோதனை அல்லது உற்பத்தி பணிகளை ஆதரித்தல்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், சாதாரண வளிமண்டல நிலைமைகளின் வெளிப்பாட்டினால் சேதமடையும் அல்லது சிதைந்துவிடும் பொருட்கள் மற்றும் கூறுகளைக் கையாள கையுறை பெட்டிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

செமிகண்டக்டர் தொழிலில் சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடு ஏன் மிகவும் முக்கியமானது?

குறைக்கடத்திகள் சிலிக்கான், காலியம் ஆர்சனைடு மற்றும் அசுத்தங்களுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட பிற கலவை கூறுகள் போன்ற பொருட்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. புனையலின் போது, ​​​​இந்த பொருட்கள் ஊக்கமருந்து, பொறித்தல், லித்தோகிராபி மற்றும் படிவு போன்ற பல சிக்கலான செயல்முறைகளை கடந்து செல்கின்றன - இவை அனைத்தும் மிகவும் சுத்தமான சூழ்நிலையில் நிகழ வேண்டும்.

நுண்ணிய துகள்கள் கூட சிப் செயல்பாட்டில் பேரழிவு விளைவுகளை ஏற்படுத்தும். உதாரணமாக:

• ஈரப்பதம்  தேவையற்ற ஆக்சிஜனேற்றத்தை ஏற்படுத்தும், குறைக்கடத்தி கூறுகளின் மின் பண்புகளை பாதிக்கிறது.

• ஆக்ஸிஜன்  டோபண்டுகளுடன் வினைபுரியலாம் அல்லது மெல்லிய-பட படிவு செயல்முறைகளில் தலையிடலாம்.

• தூசி அல்லது துகள்கள்  மைக்ரோசிப்பில் குறும்படங்கள் அல்லது திறந்த சுற்றுகளை உருவாக்கி, பயனற்றதாக ஆக்கிவிடும்.

கையுறை பெட்டிகள் இந்த அச்சுறுத்தல்களை நீக்கும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலை வழங்குகின்றன. குறைந்த ஈரப்பதம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் அளவைப் பராமரிப்பதன் மூலம் (பெரும்பாலும் ஒரு மில்லியனுக்கு 1 பகுதிக்கும் குறைவாக), அவை குறைக்கடத்தி செயலாக்கத்திற்கு சுத்தமான மற்றும் பாதுகாப்பான இடத்தை வழங்குகின்றன.

செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் கையுறை பெட்டிகளின் பயன்பாடுகள்

கையுறை பெட்டிகள் குறைக்கடத்தி ஆராய்ச்சி, மேம்பாடு மற்றும் உற்பத்தியின் பல நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவர்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் சில முக்கிய பகுதிகள் பின்வருமாறு:

1. பொருள் கையாளுதல் மற்றும் தயாரித்தல்

செமிகண்டக்டர் சாதனங்களுக்கு பெரும்பாலும் அதிக தூய உலோகங்கள், டோபண்டுகள் மற்றும் இரசாயனங்கள் தேவைப்படுகின்றன. இந்த பொருட்கள் அவற்றின் தூய்மையைப் பாதுகாக்க மாசு இல்லாத அமைப்பில் மாற்றப்பட்டு தயாரிக்கப்பட வேண்டும்.

கையுறை பெட்டிகள் தொழில்நுட்ப வல்லுநர்களை அனுமதிக்கின்றன:

• ஈரப்பதம் அல்லது ஆக்ஸிஜன் வெளிப்பாடு இல்லாமல் பொடிகளை எடைபோட்டு, கலக்கவும் மற்றும் கையாளவும்

• இரசாயனங்களை பாதுகாப்பாக சேமித்து மாற்றவும்

• ஸ்பட்டரிங் அல்லது நீராவி படிவுக்கான இலக்கு பொருட்களை தயார் செய்யவும்

இது மாசுபாட்டின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் நிலையான செயல்திறனை உறுதி செய்கிறது.

2. மெல்லிய-பட வைப்பு

குறைக்கடத்தி சாதனங்களில் மெல்லிய படலங்கள் அவசியம். அவை டிரான்சிஸ்டர்கள், சூரிய மின்கலங்கள், சென்சார்கள் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த படங்களில் பல ஆக்ஸிஜன் மற்றும் தண்ணீருக்கு உணர்திறன் கொண்டவை, குறிப்பாக உருவாக்கத்தின் ஆரம்ப கட்டங்களில்.

இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) அல்லது இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) அமைப்புகளுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட கையுறை பெட்டிகள் சீரான பட வளர்ச்சிக்குத் தேவையான மந்த வளிமண்டலத்தை வழங்குகின்றன. காற்றின் வெளிப்பாடு, அடுக்கு தரத்தை மேம்படுத்துதல் மற்றும் சாதனத்தின் செயல்திறன் ஆகியவற்றின் காரணமாக தேவையற்ற இரசாயன எதிர்வினைகள் ஏற்படுவதை அவை உறுதி செய்கின்றன.

3. லித்தோகிராபி மற்றும் போட்டோரெசிஸ்ட் கையாளுதல்

ஃபோட்டோலித்தோகிராஃபி என்பது செமிகண்டக்டர் செதில்களுக்கு ஒளியைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது. செயல்முறை ஒளி-உணர்திறன் மற்றும் இரசாயன எதிர்வினை கொண்ட ஒளிச்சேர்க்கை பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது. ஈரப்பதத்தின் வெளிப்பாடு இந்த பொருட்களை அழித்து, வடிவத்தின் துல்லியத்தை சமரசம் செய்யலாம்.

ஒரு கையுறை பெட்டியின் உள்ளே, ஃபோட்டோரெசிஸ்ட் பயன்பாடு மற்றும் மேம்பாடு சுற்றுச்சூழல் காரணிகளின் குறுக்கீடு இல்லாமல் மேற்கொள்ளப்படலாம். இது சிறந்த தெளிவுத்திறன், அதிக மகசூல் மற்றும் குறைபாடு விகிதங்களைக் குறைக்கிறது.

4. பொறித்தல் மற்றும் சுத்தம் செய்தல்

விரும்பிய கட்டமைப்புகளை உருவாக்க செதில்களின் மேற்பரப்பில் இருந்து அடுக்குகளை அகற்ற பொறித்தல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல எச்சங்கள் எதிர்வினையாற்றுகின்றன மற்றும் கவனமாக கையாளப்பட வேண்டும். சில சந்தர்ப்பங்களில், உலர் செதுக்கலுக்கு பிளாஸ்மா அல்லது அரிக்கும் வாயுக்களின் பயன்பாடு தேவைப்படுகிறது.

ஒரு கையுறை பெட்டியானது பொறித்தல் இரசாயனங்கள் மற்றும் செயல்முறைகளை பாதுகாப்பாக கையாள சரியான சூழலை வழங்குகிறது. இது பொருட்கள் மற்றும் ஆபரேட்டர்கள் இரண்டையும் பாதுகாக்கிறது, மாசு அல்லது விபத்துக்கள் இல்லாமல் பொறித்தல் ஏற்படுவதை உறுதி செய்கிறது.

5. சட்டசபை மற்றும் பேக்கேஜிங்

சில்லுகள் புனையப்பட்டவுடன், அவை மாசுபடாமல் தொகுக்கப்பட்டு அசெம்பிள் செய்யப்பட வேண்டும். பிணைப்பு கம்பிகள், கூறுகளை இணைத்தல் மற்றும் சாதனத்தை ஒரு பாதுகாப்பு ஷெல்லில் அடைத்தல் ஆகியவை இதில் அடங்கும்.

கையுறை பெட்டிகள் இதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• உணர்திறன் குறைக்கடத்தி பாகங்களை சீரமைத்து ஏற்றவும்

• கட்டுப்படுத்தப்பட்ட வெளிச்சம் மற்றும் வளிமண்டலத்தின் கீழ் இறுதி தரச் சோதனைகளைச் செய்யவும்

• காற்று வெளிப்படாமல் பேக்கேஜ்களை சீல் செய்யவும்

விண்வெளி அல்லது மருத்துவ மின்னணுவியல் போன்ற உயர்-நம்பக பயன்பாடுகளுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது, அங்கு தயாரிப்பு தோல்வி ஒரு விருப்பமாக இல்லை.

செமிகண்டக்டர்-கிரேடு க்ளோவ் பாக்ஸின் அம்சங்கள்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, கையுறை பெட்டிகள் போன்ற குறிப்பிட்ட அம்சங்களுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன:

அல்ட்ரா-தூய வளிமண்டலம்

நைட்ரஜன் அல்லது ஆர்கான் போன்ற மந்த வாயுக்கள் தொடர்ந்து சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன.

ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதம் அளவுகள் 1 ppm க்கு கீழே கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

HEPA/ULPA வடிகட்டுதல்

கையுறை பெட்டியின் உள்ளே 100 ஆம் வகுப்பு அல்லது சிறந்த சுத்தமான அறை தரநிலைகளை உறுதி செய்வதற்காக உயர் திறன் வடிகட்டிகள் நுண்ணிய துகள்களை அகற்றும்.

வெற்றிட ஆன்டெகாம்பர்ஸ்

இவை உள் சூழலை சீர்குலைக்காமல் கூறுகள் அல்லது கருவிகளை அறிமுகப்படுத்த அனுமதிக்கின்றன.

ஒருங்கிணைந்த கண்காணிப்பு அமைப்புகள்

ஆக்ஸிஜன், ஈரப்பதம், வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் ஆகியவற்றின் நிகழ்நேர கண்காணிப்பு

அலாரம் அமைப்புகள் மற்றும் முழுக் கட்டுப்பாட்டிற்கான ரிமோட் IoT அணுகல்

மாடுலர் வடிவமைப்பு

முழுமையான பணிநிலையங்களை உருவாக்க ஸ்பின் கோட்டர்கள், ஆவியாக்கிகள் மற்றும் நுண்ணோக்கிகள் போன்ற ஒருங்கிணைந்த கருவிகளைக் கொண்டு கையுறை பெட்டிகளைத் தனிப்பயனாக்கலாம்.

செமிகண்டக்டர் ஆராய்ச்சி மற்றும் உற்பத்தியில் கையுறை பெட்டிகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள்

1. மேம்பட்ட மகசூல்

மாசுபாட்டைக் குறைப்பதன் மூலம் மற்றும் நிலையான செயல்முறை நிலைமைகளை வழங்குவதன் மூலம், கையுறை பெட்டிகள் ஒரு தொகுதிக்கு பயன்படுத்தக்கூடிய சில்லுகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிக்க உதவுகின்றன.

2. மேம்படுத்தப்பட்ட நம்பகத்தன்மை

கையுறை பெட்டிகளில் தயாரிக்கப்படும் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள் மிகவும் நம்பகமானதாகவும் நீண்ட காலம் நீடிக்கும் தன்மையுடையதாகவும் இருக்கும், அவை பணி-முக்கியமான பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகின்றன.

3. பாதுகாப்பான கையாளுதல்

குறைக்கடத்தி தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் பல பொருட்கள் நச்சு, அரிப்பு அல்லது எரியக்கூடியவை. ஒரு கையுறை பெட்டி தொழிலாளர்களை வெளிப்பாட்டிலிருந்து பாதுகாக்கும் ஒரு தடையை வழங்குகிறது.

4. குறைந்த குறைபாடு விகிதங்கள்

கையுறை பெட்டிகள் செயலாக்கத்தின் போது குறைபாடுகளை ஏற்படுத்தும் துகள்கள் மற்றும் இரசாயன அசுத்தங்கள் இருப்பதைக் குறைக்கின்றன.

5. மேம்பட்ட பொருட்களுக்கான ஆதரவு

பெரோவ்ஸ்கைட்டுகள், 2டி பொருட்கள் மற்றும் கலவை குறைக்கடத்திகள் போன்ற வளர்ந்து வரும் குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பங்கள் பாரம்பரிய சிலிக்கானை விட அதிக உணர்திறன் கொண்டவை. கையுறை பெட்டிகள் அவர்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியை சாத்தியமாக்குகின்றன.

அடுத்த தலைமுறை தொழில்நுட்பங்களில் கையுறை பெட்டிகளின் பங்கு

5G, செயற்கை நுண்ணறிவு, குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் ஆகியவற்றின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய குறைக்கடத்திகள் உருவாகும்போது, ​​புதிய பொருட்கள் மற்றும் செயல்முறைகள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. இவற்றுக்கு இன்னும் இறுக்கமான சுற்றுச்சூழல் கட்டுப்பாடுகள் தேவைப்படுகின்றன.

உதாரணமாக:

• காலியம் நைட்ரைடு (GaN)  மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC)  ஆற்றல் சாதனங்களுக்கு அதி-சுத்தமான செயலாக்க சூழல்கள் தேவை.

• நெகிழ்வான மின்னணுவியல்  கரிமப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது, அவை காற்றில் விரைவாக சிதைகின்றன.

• குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கான ஃபோட்டானிக் சில்லுகளுக்கு  மிகத் துல்லியமான சீரமைப்பு மற்றும் மாசு இல்லாத பேக்கேஜிங் தேவை.

இந்த தேவைகளை பூர்த்தி செய்யும் வகையில் கையுறை பெட்டிகள் தனித்தனியாக அமைக்கப்பட்டுள்ளன. அவை நிகழ்காலத்தின் ஒரு கருவி மட்டுமல்ல, குறைக்கடத்தி தொழில்நுட்பத்தின் எதிர்காலத்திற்கான அடித்தளமாகும்.

முடிவுரை

செமிகண்டக்டர் துறையில், பரிபூரணம் தரமாக இருக்கும், உற்பத்தி மற்றும் ஆராய்ச்சிக்கான சுத்தமான, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் பாதுகாப்பான சூழல்களை உறுதி செய்வதில் கையுறை பெட்டிகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. பொருள் தயாரிப்பு முதல் இறுதி பேக்கேஜிங் வரை, அவை நம்பகமான, உயர் செயல்திறன் கொண்ட சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதற்குத் தேவையான வளிமண்டல நிலைத்தன்மை மற்றும் மாசுபாட்டின் பாதுகாப்பை வழங்குகின்றன.

தொழில்துறையானது தொழில்நுட்ப எல்லைகளைத் தொடர்ந்து தள்ளுவதால், கையுறை பெட்டிகள் ஒரு முக்கியமான சொத்தாக இருக்கும்-புதுமையை ஆதரிப்பது, விளைச்சலை மேம்படுத்துவது மற்றும் அடுத்த தலைமுறை குறைக்கடத்தி தீர்வுகளை உருவாக்க உதவுகிறது. கல்வி ஆய்வகங்கள் அல்லது மேம்பட்ட ஃபேப்ரிகேஷன் ஆலைகளில் இருந்தாலும், அவற்றின் இருப்பு, நாம் சார்ந்திருக்கும் மின்னணு உலகத்தை உருவாக்குவதில் துல்லியம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டின் முக்கியத்துவத்திற்கு ஒரு சான்றாகும்.