Fil-qasam tal-manifattura tas-semikondutturi, il-preċiżjoni hija l-linja tas-salvataġġ tal-kwalità u l-prestazzjoni tal-prodott. It-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi, bħala ħolqa ewlenija biex tiġi żgurata l-eżattezza tal-produzzjoni, jimponi rekwiżiti kważi stretti fuq l-istabbiltà tal-komponenti ewlenin tiegħu. Fost dawn, il-pjattaforma tal-granit, bl-istabbiltà termali eċċellenti tagħha, għandha rwol indispensabbli fit-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi. Dan l-artikolu se jwettaq analiżi fil-fond tal-prestazzjoni tal-istabbiltà termali tal-pjattaformi tal-granit fit-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi permezz ta' dejta tat-test attwali.
Ir-rekwiżiti stretti għall-istabbiltà termali tat-tagħmir tal-kejl fil-manifattura tas-semikondutturi
Il-proċess tal-manifattura tas-semikondutturi huwa estremament kumpless u preċiż, u l-wisa' tal-linji taċ-ċirkwit fuq iċ-ċippa laħqet il-livell tan-nanometru. Fi proċess ta' manifattura ta' preċiżjoni għolja bħal dan, anke l-iċken bidla fit-temperatura tista' tikkawża espansjoni termali u kontrazzjoni tal-komponenti tat-tagħmir, u b'hekk twassal għal żbalji fil-kejl. Pereżempju, fil-proċess tal-fotolitografija, jekk il-preċiżjoni tal-kejl tat-tagħmir tal-kejl tiddevja b'nanometru wieħed, dan jista' jikkawża problemi serji bħal short circuits jew ċirkwiti miftuħa fiċ-ċirkwiti fuq iċ-ċippa, li jwasslu għall-iskrappjar taċ-ċippa. Skont l-istatistika tad-dejta tal-industrija, għal kull varjazzjoni ta' 1℃ fit-temperatura, il-pjattaforma tradizzjonali tat-tagħmir tal-kejl tal-materjal tal-metall tista' tgħaddi minn bidliet dimensjonali ta' diversi nanometri. Madankollu, il-manifattura tas-semikondutturi teħtieġ li l-preċiżjoni tal-kejl tkun ikkontrollata fi ħdan ±0.1 nanometri, li jagħmel l-istabbiltà termali fattur ewlieni biex jiġi ddeterminat jekk it-tagħmir tal-kejl jistax jissodisfa d-domandi tal-manifattura tas-semikondutturi.
Vantaġġi teoretiċi tal-istabbiltà termali tal-pjattaformi tal-granit
Il-granit, bħala tip ta’ ġebla naturali, għandu kristallizzazzjoni minerali interna kompatta, struttura densa u uniformi, u għandu l-vantaġġ naturali ta’ stabbiltà termali. F’termini tal-koeffiċjent tal-espansjoni termali, il-koeffiċjent tal-espansjoni termali tal-granit huwa estremament baxx, ġeneralment ivarja minn 4.5 sa 6.5×10⁻⁶/K. B’kuntrast, il-koeffiċjent tal-espansjoni termali ta’ materjali metalliċi komuni bħal-ligi tal-aluminju huwa għoli daqs 23.8×10⁻⁶/K, li huwa diversi drabi dak tal-granit. Dan ifisser li taħt l-istess kundizzjonijiet ta’ varjazzjoni fit-temperatura, il-bidla dimensjonali tal-pjattaforma tal-granit hija ħafna iżgħar minn dik tal-pjattaforma tal-metall, li tista’ tipprovdi referenza ta’ kejl aktar stabbli għat-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi.
Barra minn hekk, l-istruttura kristallina tal-granit tagħtih uniformità eċċellenti fil-konduttività tas-sħana. Meta t-tagħmir ikun qed jaħdem u jiġġenera s-sħana jew meta t-temperatura ambjentali tinbidel, il-pjattaforma tal-granit tista' tmexxi s-sħana malajr u b'mod uniformi, u tevita fenomeni lokali ta' sħana żejda jew tkessiħ żejjed, u b'hekk iżżomm b'mod effettiv il-konsistenza ġenerali tat-temperatura tal-pjattaforma u tiżgura aktar l-istabbiltà tal-eżattezza tal-kejl.
Il-proċess u l-metodu tal-kejl tal-istabbiltà termali
Sabiex nevalwaw b'mod preċiż l-istabbiltà termali tal-pjattaforma tal-granit fit-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi, iddisinjajna skema ta' kejl rigoruża. Agħżel strument tal-kejl tal-wejfer tas-semikondutturi ta' preċiżjoni għolja, li huwa mgħammar b'pjattaforma tal-granit ipproċessat ta' super-preċiżjoni. Fl-ambjent sperimentali, ġiet simulata l-firxa komuni ta' varjazzjoni tat-temperatura fil-workshop tal-manifattura tas-semikondutturi, jiġifieri, tisħin gradwali minn 20℃ sa 35℃ u mbagħad tkessiħ lura għal 20℃. Il-proċess kollu dam 8 sigħat.
Fuq il-pjattaforma tal-granit tal-istrument tal-kejl, jitqiegħdu wejfers tas-silikon standard ta' preċiżjoni għolja, u sensuri ta' spostament b'eżattezza nanoskala jintużaw biex jimmonitorjaw il-bidliet fil-pożizzjoni relattiva bejn il-wejfers tas-silikon u l-pjattaforma f'ħin reali. Sadanittant, sensuri multipli tat-temperatura ta' preċiżjoni għolja huma rranġati f'pożizzjonijiet differenti fuq il-pjattaforma biex jimmonitorjaw id-distribuzzjoni tat-temperatura fuq il-wiċċ tal-pjattaforma. Matul l-esperiment, id-dejta tal-ispostament u d-dejta tat-temperatura ġew irreġistrati kull 15-il minuta biex tiġi żgurata l-kompletezza u l-eżattezza tad-dejta.
Dejta mkejla u analiżi tar-riżultati
Ir-relazzjoni bejn il-bidliet fit-temperatura u l-bidliet fid-daqs tal-pjattaforma
Dejta sperimentali turi li meta t-temperatura titla’ minn 20℃ għal 35℃, il-bidla fid-daqs lineari tal-pjattaforma tal-granit hija żgħira ħafna. Wara l-kalkolu, matul il-proċess kollu tat-tisħin, l-espansjoni lineari massima tal-pjattaforma hija biss 0.3 nanometri, li hija ħafna inqas mill-medda ta’ tolleranza ta’ żball għall-eżattezza tal-kejl fil-proċessi tal-manifattura tas-semikondutturi. Matul l-istadju tat-tkessiħ, id-daqs tal-pjattaforma jista’ kważi jerġa’ lura kompletament għall-istat inizjali, u l-fenomenu tad-dewmien tal-bidla fid-daqs jista’ jiġi injorat. Din il-karatteristika li żżomm bidliet dimensjonali baxxi ħafna anke taħt varjazzjonijiet sinifikanti fit-temperatura tivvalida bis-sħiħ l-istabbiltà termali eċċellenti tal-pjattaforma tal-granit.
Analiżi tal-uniformità tat-temperatura fuq il-wiċċ tal-pjattaforma
Id-dejta miġbura mis-senser tat-temperatura turi li matul it-tħaddim tat-tagħmir u l-proċess tal-bidla fit-temperatura, id-distribuzzjoni tat-temperatura fuq il-wiċċ tal-pjattaforma tal-granit hija estremament uniformi. Anke matul l-istadju meta t-temperatura tinbidel bl-aktar mod intens, id-differenza fit-temperatura bejn kull punt tal-kejl fuq il-wiċċ tal-pjattaforma hija dejjem ikkontrollata fi ħdan ±0.1℃. Distribuzzjoni uniformi tat-temperatura tevita b'mod effettiv id-deformazzjoni tal-pjattaforma kkawżata minn stress termali irregolari, u tiżgura l-flatness u l-istabbiltà tal-wiċċ ta' referenza tal-kejl, u tipprovdi ambjent ta' kejl affidabbli għat-tagħmir tal-metroloġija tas-semikondutturi.
Meta mqabbel ma' pjattaformi ta' materjali tradizzjonali
Id-dejta mkejla tal-pjattaforma tal-granit ġiet imqabbla ma' dik tat-tagħmir tal-kejl tas-semikondutturi tal-istess tip bl-użu tal-pjattaforma tal-liga tal-aluminju, u d-differenzi kienu sinifikanti. Taħt l-istess kundizzjonijiet ta' bidla fit-temperatura, l-espansjoni lineari tal-pjattaforma tal-liga tal-aluminju hija għolja daqs 2.5 nanometri, li hija aktar minn tmien darbiet dik tal-pjattaforma tal-granit. Sadanittant, id-distribuzzjoni tat-temperatura fuq il-wiċċ tal-pjattaforma tal-liga tal-aluminju hija irregolari, bid-differenza massima fit-temperatura tilħaq 0.8℃, li tirriżulta f'deformazzjoni ovvja tal-pjattaforma u taffettwa serjament il-preċiżjoni tal-kejl.
Fid-dinja preċiża tat-tagħmir tal-metroloġija tas-semikondutturi, il-pjattaformi tal-granit, bl-istabbiltà termali eċċellenti tagħhom, saru l-pilastru biex tiġi żgurata l-eżattezza tal-kejl. Id-dejta mkejla tipprova bil-qawwa l-prestazzjoni eċċellenti tal-pjattaforma tal-granit fir-rispons għall-bidliet fit-temperatura, u tipprovdi appoġġ tekniku affidabbli għall-industrija tal-manifattura tas-semikondutturi. Hekk kif il-proċessi tal-manifattura tas-semikondutturi javvanzaw lejn preċiżjoni ogħla, il-vantaġġ tal-istabbiltà termali tal-pjattaformi tal-granit se jsir dejjem aktar prominenti, u jmexxi kontinwament l-innovazzjoni u l-iżvilupp teknoloġiku fl-industrija.
Ħin tal-posta: 13 ta' Mejju 2025