Fil-qasam tal-manifattura tas-semikondutturi, l-eżattezza tat-tagħmir tal-ispezzjoni tal-wejfers tiddetermina direttament il-kwalità u r-rendiment taċ-ċipep. Bħala l-pedament li jsostni l-komponenti ewlenin tad-detezzjoni, l-istabbiltà dimensjonali tal-materjal bażi tat-tagħmir għandha rwol kruċjali fil-prestazzjoni operattiva fit-tul tat-tagħmir. Il-granit u l-ħadid fondut huma żewġ materjali bażi komunement użati għat-tagħmir tal-ispezzjoni tal-wejfers. Studju komparattiv ta' 10 snin żvela d-differenzi sinifikanti bejniethom f'termini ta' stabbiltà dimensjonali, u pprovda referenzi importanti għall-għażla tat-tagħmir.
Sfond u Disinn Sperimentali
Il-proċess tal-produzzjoni tal-wejfers tas-semikondutturi għandu rekwiżiti estremament għoljin għall-eżattezza tad-detezzjoni. Anke devjazzjoni dimensjonali fil-livell ta' mikrometru tista' twassal għal tnaqqis fil-prestazzjoni taċ-ċippa jew saħansitra skrappjar. Biex tesplora l-istabbiltà dimensjonali tal-granit u l-ħadid fondut waqt użu fit-tul, it-tim tar-riċerka ddisinja esperimenti li simulaw ambjenti tax-xogħol reali. Kampjuni tal-granit u tal-ħadid fondut tal-istess speċifikazzjoni ntgħażlu u tqiegħdu f'kamra ambjentali fejn it-temperatura varjat minn 15℃ sa 35℃ u l-umdità varjat minn 30% sa 70% RH. Il-vibrazzjoni mekkanika waqt it-tħaddim tat-tagħmir ġiet simulata permezz ta' tabella tal-vibrazzjoni. Id-dimensjonijiet ewlenin tal-kampjuni tkejlu kull tliet xhur bl-użu ta' interferometru tal-lejżer ta' preċiżjoni għolja, u d-dejta ġiet irreġistrata kontinwament għal 10 snin.
Riżultat sperimentali: Il-vantaġġ assolut tal-granit
Għaxar snin ta' dejta sperimentali juru li s-sottostrat tal-granit juri stabbiltà tal-għaġeb. Il-koeffiċjent ta' espansjoni termali tiegħu huwa estremament baxx, b'medja ta' 4.6 × 10⁻⁶/℃ biss. Taħt bidliet drastiċi fit-temperatura, id-devjazzjoni dimensjonali hija dejjem ikkontrollata fi ħdan ±0.001mm. Meta ssir bidla fl-umdità, l-istruttura densa tal-granit tagħmilha kważi intatt, u ma jseħħu l-ebda bidliet dimensjonali li jistgħu jitkejlu. F'ambjent ta' vibrazzjoni mekkanika, il-karatteristiċi eċċellenti ta' damping tal-granit jassorbu b'mod effettiv l-enerġija tal-vibrazzjoni, u l-varjazzjoni dimensjonali hija żgħira ħafna.
B'kuntrast, għas-sottostrat tal-ħadid fondut, il-koeffiċjent medju ta' espansjoni termali tiegħu jilħaq 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, u d-devjazzjoni dimensjonali massima kkawżata minn bidliet fit-temperatura fi żmien 10 snin hija ±0.05mm. F'ambjent umdu, il-ħadid fondut huwa suxxettibbli għas-sadid u l-korrużjoni. Xi kampjuni juru deformazzjoni lokali, u d-devjazzjoni dimensjonali tiżdied aktar. Taħt l-azzjoni tal-vibrazzjoni mekkanika, il-ħadid fondut għandu prestazzjoni fqira ta' damping tal-vibrazzjoni u d-daqs tiegħu jvarja ta' spiss, u dan jagħmilha diffiċli biex jintlaħqu r-rekwiżiti ta' preċiżjoni għolja tal-ispezzjoni tal-wejfer.
Ir-raġuni essenzjali għad-differenza fl-istabbiltà
Il-granit ġie ffurmat matul mijiet ta’ miljuni ta’ snin permezz ta’ proċessi ġeoloġiċi. L-istruttura interna tiegħu hija densa u uniformi, u l-kristalli minerali huma rranġati b’mod stabbli, u b’hekk jeliminaw l-istress intern min-natura tagħhom. Dan jagħmilha estremament insensittiva għal bidliet f’fatturi esterni bħat-temperatura, l-umdità u l-vibrazzjoni. Il-ħadid fondut huwa magħmul permezz tal-proċess tal-ikkastjar u għandu difetti mikroskopiċi bħal pori u toqob fir-ramel ġewwa. Sadanittant, l-istress residwu ġġenerat matul il-proċess tal-ikkastjar huwa suxxettibbli li jikkawża bidliet dimensjonali taħt l-istimulazzjoni tal-ambjent estern. Il-proprjetajiet metalliċi tal-ħadid fondut jagħmluh suxxettibbli għas-sadid minħabba l-umdità, u b’hekk jaċċelleraw il-ħsara strutturali u jnaqqsu l-istabbiltà dimensjonali.
L-impatt fuq it-tagħmir tal-ispezzjoni tal-wejfers
Tagħmir ta' spezzjoni tal-wejfer ibbażat fuq sottostrat tal-granit, bil-prestazzjoni dimensjonali stabbli tiegħu, jista' jiżgura li s-sistema ta' spezzjoni żżomm preċiżjoni għolja għal żmien twil, tnaqqas il-ġudizzju ħażin u n-nuqqas ta' skoperta kkawżat mid-devjazzjoni tal-preċiżjoni tat-tagħmir, u ttejjeb b'mod sinifikanti r-rendiment tal-prodott. Sadanittant, ir-rekwiżiti baxxi ta' manutenzjoni jnaqqsu l-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja sħiħ tat-tagħmir. Tagħmir li juża sottostrati tal-ħadid fondut, minħabba stabbiltà dimensjonali fqira, jeħtieġ kalibrazzjoni u manutenzjoni frekwenti. Dan mhux biss iżid l-ispejjeż operattivi iżda jista' wkoll jaffettwa l-kwalità tal-produzzjoni tas-semikondutturi minħabba preċiżjoni insuffiċjenti, u jikkawża telf ekonomiku potenzjali.
Taħt ix-xejra tal-industrija tas-semikondutturi li qed tfittex preċiżjoni ogħla u kwalità aħjar, l-għażla tal-granit bħala l-materjal bażi għat-tagħmir tal-ispezzjoni tal-wejfer hija bla dubju pass għaqli biex tiġi żgurata l-prestazzjoni tat-tagħmir u tissaħħaħ il-kompetittività tal-intrapriżi.
Ħin tal-posta: 14 ta' Mejju 2025