.
Жартылай өткізгіштерді өндіру саласында дәлдік өнім сапасы мен өнімділігінің өмірлік негізі болып табылады. Жартылай өткізгішті өлшеу жабдығы өндірістің дәлдігін қамтамасыз етудің негізгі буыны ретінде оның негізгі құрамдас бөліктерінің тұрақтылығына дерлік қатаң талаптар қояды. Олардың ішінде гранитті платформа өзінің тамаша термиялық тұрақтылығымен жартылай өткізгішті өлшеу жабдығында таптырмас рөл атқарады. Бұл мақалада нақты сынақ деректері арқылы жартылай өткізгішті өлшеу жабдығындағы гранит платформаларының термиялық тұрақтылық көрсеткіштеріне терең талдау жасалады. .
Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі өлшеу жабдығының термиялық тұрақтылығына қойылатын қатаң талаптар
Жартылай өткізгішті өндіру процесі өте күрделі және дәл, ал чиптегі тізбек сызықтарының ені нанометрлік деңгейге жетті. Осындай жоғары дәлдіктегі өндіріс процесінде температураның шамалы өзгеруінің өзі жабдық құрамдас бөліктерінің термиялық кеңеюі мен жиырылуын тудыруы мүмкін, осылайша өлшеу қателіктерін тудыруы мүмкін. Мысалы, фотолитография процесінде өлшеу жабдығының өлшеу дәлдігі 1 нанометрге ауытқыса, ол микросхемадағы тізбектердегі қысқа тұйықталу немесе ашық тұйықталу сияқты күрделі проблемаларды тудыруы мүмкін, бұл чиптің сынуына әкеледі. Өнеркәсіптік деректер статистикасына сәйкес, температураның әрбір 1℃ ауытқуы үшін дәстүрлі металл материалды өлшеу жабдығы платформасы бірнеше нанометрлік өлшемдік өзгерістерге ұшырауы мүмкін. Дегенмен, жартылай өткізгішті өндіру өлшеу дәлдігін ±0,1 нанометр шегінде бақылауды талап етеді, бұл термиялық тұрақтылықты өлшеу жабдығы жартылай өткізгіш өндірісінің талаптарын қанағаттандыра алатындығын анықтаудың негізгі факторына айналдырады. .
Гранитті платформалардың термиялық тұрақтылығының теориялық артықшылықтары
Гранит табиғи тастың бір түрі ретінде жинақы ішкі минералды кристалдануға, тығыз және біркелкі құрылымға ие және термиялық тұрақтылықтың табиғи артықшылығына ие. Жылулық кеңею коэффициенті бойынша граниттің термиялық кеңею коэффициенті өте төмен, әдетте 4,5-тен 6,5×10⁻⁶/К-ге дейін ауытқиды. Керісінше, алюминий қорытпалары сияқты қарапайым металдық материалдардың термиялық кеңею коэффициенті 23,8 × 10⁻⁶/К дейін жоғары, бұл граниттен бірнеше есе көп. Бұл бірдей температураның өзгеруі жағдайында гранит платформасының өлшемдік өзгеруі металл платформаға қарағанда әлдеқайда аз екенін білдіреді, бұл жартылай өткізгішті өлшеу жабдығы үшін неғұрлым тұрақты өлшеу анықтамасын қамтамасыз ете алады. .
Сонымен қатар, граниттің кристалдық құрылымы оған жылу өткізгіштіктің тамаша біркелкілігін береді. Жабдықтың жұмысы жылуды тудырғанда немесе қоршаған орта температурасы өзгергенде, гранит платформасы жергілікті қызып кету немесе салқындау құбылыстарын болдырмай, жылуды тез және біркелкі өткізе алады, осылайша платформаның жалпы температуралық консистенциясын тиімді сақтайды және өлшеу дәлдігінің тұрақтылығын одан әрі қамтамасыз етеді. .
Термиялық тұрақтылықты өлшеу процесі мен әдісі
Жартылай өткізгішті өлшеу жабдығындағы гранит платформасының термиялық тұрақтылығын дәл бағалау үшін біз қатаң өлшеу схемасын жасадық. Өте дәлдікпен өңделген гранит платформасымен жабдықталған жоғары дәлдіктегі жартылай өткізгіш пластинаны өлшеу құралын таңдаңыз. Тәжірибелік ортада жартылай өткізгіштерді шығаратын цехтағы температураның жалпы өзгеру диапазоны имитацияланды, яғни бірте-бірте 20 ℃-ден 35 ℃ дейін қыздыру, содан кейін 20 ℃ дейін салқындату. Бүкіл процесс 8 сағатқа созылды. .
Өлшеу құралының гранитті платформасында нақты уақыт режимінде кремний пластиналары мен платформа арасындағы салыстырмалы позицияның өзгеруін бақылау үшін дәлдігі жоғары стандартты кремний пластиналары орналастырылған, ал наносөлшемді дәлдікпен орын ауыстыру сенсорлары қолданылады. Сонымен қатар, платформа бетіндегі температураның таралуын бақылау үшін платформада әртүрлі позицияларда бірнеше жоғары дәлдіктегі температура сенсорлары орналастырылған. Тәжірибе барысында мәліметтердің толықтығы мен дәлдігін қамтамасыз ету үшін жылжу деректері мен температура деректері әрбір 15 минут сайын жазылды. .
Өлшенген деректер мен нәтижелерді талдау
Температураның өзгеруі мен платформа көлемінің өзгеруі арасындағы байланыс
Эксперименттік деректер температура 20℃-ден 35℃-ге дейін көтерілген кезде гранит платформасының сызықтық өлшемінің өзгеруі өте аз екенін көрсетеді. Есептеуден кейін бүкіл қыздыру процесінде платформаның максималды сызықтық кеңеюі бар болғаны 0,3 нанометрді құрайды, бұл жартылай өткізгіштерді өндіру процестеріндегі өлшеу дәлдігі үшін қателерге төзімділік диапазонынан әлдеқайда төмен. Салқындату кезеңінде платформаның өлшемі толығымен дерлік бастапқы күйіне оралуы мүмкін, ал өлшемді өзгертудің артта қалу құбылысын елемеуге болады. Температураның айтарлықтай ауытқуы кезінде де өте төмен өлшемді өзгерістерді сақтаудың бұл сипаттамасы гранит платформасының тамаша термиялық тұрақтылығын толығымен растайды. .
Платформа бетіндегі температураның біркелкілігін талдау
Температура датчигі жинаған деректер жабдықтың жұмыс істеуі және температураны өзгерту процесі кезінде гранит платформасының бетіндегі температураның таралуы өте біркелкі екенін көрсетеді. Температура ең қарқынды өзгеретін кезеңнің өзінде платформа бетіндегі әрбір өлшеу нүктесі арасындағы температура айырмашылығы әрқашан ±0,1℃ шегінде бақыланады. Температураның біркелкі таралуы біркелкі емес термиялық кернеуден туындаған платформа деформациясын тиімді болдырмайды, өлшеу анықтамалық бетінің тегістігі мен тұрақтылығын қамтамасыз етеді және жартылай өткізгіш метрология жабдығы үшін сенімді өлшеу ортасын қамтамасыз етеді. .
Дәстүрлі материалдық платформалармен салыстырғанда
Гранит платформасының өлшенген деректері алюминий қорытпасынан жасалған платформаны пайдаланып бір типті жартылай өткізгішті өлшеу жабдығымен салыстырылды және айырмашылықтар айтарлықтай болды. Температураның бірдей өзгеруі жағдайында алюминий қорытпасының платформасының сызықтық кеңеюі 2,5 нанометрге дейін жетеді, бұл гранит платформасынан сегіз есе көп. Сонымен қатар, алюминий қорытпасы платформасының бетіндегі температураның таралуы біркелкі емес, максималды температура айырмашылығы 0,8 ℃ жетеді, бұл платформаның айқын деформациясына әкеледі және өлшеу дәлдігіне айтарлықтай әсер етеді. .
Жартылай өткізгішті метрологиялық жабдықтардың нақты әлемінде гранитті платформалар керемет термиялық тұрақтылығымен өлшеу дәлдігін қамтамасыз етудің негізгі тірегі болды. Өлшенген деректер гранит платформасының температураның өзгеруіне жауап берудегі тамаша өнімділігін дәлелдейді, жартылай өткізгіштерді өндіру өнеркәсібіне сенімді техникалық қолдау көрсетеді. Жартылай өткізгіштерді өндіру процестері жоғары дәлдікке қарай ілгерілеген сайын, гранит платформаларының жылу тұрақтылық артықшылығы барған сайын көрнекті болады, бұл саладағы технологиялық инновациялар мен дамуды үздіксіз жүргізеді.
Хабарлама уақыты: 13 мамыр 2025 ж