Ann an raon sgrùdaidh uaifearan leth-chonnsachaidh, tha purrachd àrainneachd an t-seòmair-ghlan ceangailte gu dìreach ri toradh an toraidh. Mar a bhios cruinneas phròiseasan saothrachaidh sliseagan a’ sìor leasachadh, tha na riatanasan airson àrd-ùrlaran giùlain uidheamachd lorg a’ sìor fhàs teann. Tha àrd-ùrlaran clach-ghràin, leis na feartan aca de neoni leigeil ma sgaoil ian meatailt agus truailleadh ìosal mìrean, air a dhol thairis air stuthan stàilinn gun smal traidiseanta agus air a bhith mar an fhuasgladh as fheàrr leotha airson uidheamachd sgrùdaidh uaifearan.
'S e creag nàdarrach teinnteach a th' ann an clach-ghràin, air a dhèanamh suas sa mhòr-chuid de mhèinnirean neo-mheatailteach leithid cuartz, feldspar agus mica. Tha an fheart seo a' toirt buannachd dha gun a bhith a' leigeil ma sgaoil ian meatailt sam bith. An coimeas ri sin, tha stàilinn gun smal, mar cho-mheasgachadh de mheatailtean leithid iarann, cromium agus nicil, buailteach do chreimeadh dealan-cheimigeach air an uachdar aige air sgàth bleith smùid uisge agus gasaichean searbhagach no alcalin ann an àrainneachd seòmar-glan, agus mar thoradh air sin bidh ianan meatailt leithid Fe²⁺ agus Cr³⁺ a' sileadh. Cho luath 's a bhios na h-ianan beaga bìodach seo a' ceangal ri uachdar a' chlò-bhualaidh, atharraichidh iad feartan dealain an stuth leth-chonnsachaidh ann am pròiseasan às dèidh sin leithid fotolithografaidh agus gràbhaladh, ag adhbhrachadh gluasad bholtaids stairsneach an transistor, agus eadhon ag adhbhrachadh cuairtean goirid sa chuairt. Tha dàta deuchainn institiud proifeasanta a’ sealltainn, às deidh don àrd-ùrlar clach-ghràin a bhith fosgailte gu leantainneach do àrainneachd teòthachd agus taiseachd seòmar-glan samhlaichte (23 ± 0.5 ℃, 45% ± 5% RH) airson 1000 uair, gun robh leigeil ma sgaoil ianan meatailt nas ìsle na an ìre lorg (< 0.1ppb). Faodaidh an ìre locht ann an wafers air adhbhrachadh le truailleadh ian meatailt nuair a thathar a’ cleachdadh àrd-ùrlaran stàilinn gun staoin a bhith cho àrd ri 15% gu 20%.
A thaobh smachd air truailleadh mìrean, bidh àrd-ùrlaran clach-ghràin cuideachd a’ coileanadh gu math air leth. Tha riatanasan fìor àrd aig seòmraichean-glan airson dùmhlachd mìrean crochte san adhar. Mar eisimpleir, ann an seòmraichean-glan Clas ISO 1, chan eil an àireamh de ghràineanan 0.1μm a tha ceadaichte gach meatair ciùbach nas àirde na 10. Fiù mura h-eil an àrd-ùrlar stàilinn gun staoin air a làimhseachadh le snasadh, faodaidh e fhathast sprùilleach meatailt no sgèile ocsaid a thoirt gu buil air sgàth feachdan taobh a-muigh leithid crith uidheamachd agus obrachadh luchd-obrach, a dh’ fhaodadh bacadh a chur air slighe optigeach an lorg no uachdar an wafer a sgrìobadh. Chan eil àrd-ùrlaran clach-ghràin, leis an structar mèinnearach dùmhail aca (dùmhlachd ≥2.7g/cm³) agus cruas àrd (6-7 air sgèile Mohs), buailteach do chaitheamh no briseadh rè cleachdadh fad-ùine. Tha tomhais a’ sealltainn gun urrainn dhaibh dùmhlachd mìrean crochte san adhar den raon uidheamachd lorg a lughdachadh nas motha na 40% an taca ri àrd-ùrlaran stàilinn gun staoin, a’ cumail suas inbhean ìre an t-seòmair-glan gu h-èifeachdach.
A bharrachd air na feartan glan aige, tha coileanadh coileanta àrd-ùrlaran clach-ghràin fada nas fheàrr na coileanadh stàilinn gun smal. A thaobh seasmhachd teirmeach, chan eil an co-èifeachd leudachaidh teirmeach aige ach (4-8) ×10⁻⁶/℃, nas lugha na leth de cho-èifeachd leudachaidh teirmeach stàilinn gun smal (mu 17 × 10⁻⁶/℃), a dh’ fhaodas cruinneas suidheachaidh an uidheamachd lorg a chumail nas fheàrr nuair a bhios an teòthachd anns an t-seòmar glan ag atharrachadh. Faodaidh an fheart maothachaidh àrd (co-mheas maothachaidh > 0.05) crith an uidheamachd a lughdachadh gu luath agus casg a chuir air a’ phròb lorg bho bhith a’ crathadh. Leigidh an aghaidh nàdarrach aige an aghaidh creimeadh leis fuireach seasmhach eadhon nuair a bhios e fosgailte do fhuasglaidhean photoresist, gasaichean gràbhalaidh agus ceimigean eile gun fheum air dìon còmhdach a bharrachd.
An-dràsta, tha àrd-ùrlaran clach-ghràin air an cleachdadh gu farsaing ann an ionadan saothrachaidh wafer adhartach. Tha dàta a’ sealltainn, às dèidh gabhail ris an àrd-ùrlar clach-ghràin, gu bheil an ìre breithneachaidh ceàrr ann an lorg mìrean uachdar wafer air a lùghdachadh 60%, gu bheil cearcall calabrachaidh an uidheamachd air a leudachadh trì tursan, agus gu bheil cosgais iomlan cinneasachaidh air tuiteam 25%. Mar a bhios gnìomhachas nan leth-chonnsadairean a’ gluasad a dh’ionnsaigh cruinneas nas àirde, cumaidh àrd-ùrlaran clach-ghràin, leis na prìomh bhuannachdan aca leithid gun a bhith a’ leigeil ma sgaoil ian meatailt agus truailleadh ìosal mìrean, orra a’ toirt taic sheasmhach agus earbsach do sgrùdadh wafer, a’ fàs gu bhith na fheachd chudromach a tha a’ stiùireadh adhartas na gnìomhachais.
Àm puist: 20 Cèitean 2025