.
Ең жоғары дәлдікті көздейтін жартылай өткізгіштерді өндіру саласында термиялық кеңею коэффициенті өнім сапасы мен өндіріс тұрақтылығына әсер ететін негізгі параметрлердің бірі болып табылады. Фотолитографиядан, оюдан қаптамаға дейінгі бүкіл процесте материалдардың термиялық кеңею коэффициенттеріндегі айырмашылықтар әртүрлі жолдармен өндіріс дәлдігіне кедергі келтіруі мүмкін. Дегенмен, гранит негізі, оның термиялық кеңею коэффициенті өте төмен, бұл мәселені шешудің кілті болды. .
Литография процесі: термиялық деформация үлгінің ауытқуын тудырады
Фотолитография жартылай өткізгіштерді өндірудегі негізгі қадам болып табылады. Фотолитографиялық машина арқылы маскадағы схема үлгілері фоторезистпен қапталған пластинаның бетіне беріледі. Бұл процесс кезінде фотолитография машинасының ішіндегі жылуды басқару және жұмыс үстелінің тұрақтылығы өмірлік маңызды болып табылады. Мысал ретінде дәстүрлі металл материалдарды алайық. Олардың термиялық кеңею коэффициенті шамамен 12×10⁻⁶/℃ құрайды. Фотолитографиялық аппараттың жұмысы кезінде лазерлік жарық көзі, оптикалық линзалар және механикалық компоненттер шығаратын жылу жабдық температурасының 5-10 ℃ көтерілуіне әкеледі. Литография машинасының жұмыс үстелінде металл негіз пайдаланылса, ұзындығы 1 метр негіз 60-120 мкм кеңею деформациясын тудыруы мүмкін, бұл маска мен пластинаның арасындағы салыстырмалы позицияның ауысуына әкеледі. .
Жетілдірілген өндіріс процестерінде (мысалы, 3 нм және 2 нм) транзисторлар аралығы бірнеше нанометрді құрайды. Мұндай кішкентай термиялық деформация фотолитография үлгісінің дұрыс емес туралануын тудыруы үшін жеткілікті, бұл транзисторлық қосылымдардың қалыптан тыс қосылуына, қысқа тұйықталуларға немесе ашық тізбектерге және басқа мәселелерге әкеледі, бұл микросхема функцияларының істен шығуына әкеледі. Гранит негізінің термиялық кеңею коэффициенті 0,01μm/°C (яғни, (1-2) ×10⁻⁶/℃) төмен, ал температураның бірдей өзгеруі кезіндегі деформация металдың 1/10-1/5 бөлігін ғана құрайды. Ол фотолитографиялық машина үшін тұрақты жүк көтергіш платформаны қамтамасыз ете алады, фотолитография үлгісінің дәл берілуін қамтамасыз етеді және чип өндірісінің кірістілігін айтарлықтай арттырады. .
Офорттау және тұндыру: құрылымның өлшемдік дәлдігіне әсер етеді
Офорттау және тұндыру пластинаның бетінде үш өлшемді тізбек құрылымдарын құрудың негізгі процестері болып табылады. Офорттау процесі кезінде реактивті газ пластинаның беткі материалымен химиялық реакцияға түседі. Сонымен қатар, радиожиілік қуат көзі және жабдық ішіндегі газ ағынын басқару сияқты құрамдас бөліктер жылу шығарады, бұл пластинаның және жабдық құрамдастарының температурасының жоғарылауына әкеледі. Егер пластинаның немесе жабдықтың негізінің термиялық кеңею коэффициенті пластинкаға сәйкес келмесе (кремний материалының термиялық кеңею коэффициенті шамамен 2,6×10⁻⁶/℃), температура өзгерген кезде термиялық кернеу пайда болады, бұл пластинаның бетінде ұсақ жарықтар немесе деформациялар тудыруы мүмкін. .
Деформацияның бұл түрі ою тереңдігіне және бүйір қабырғасының тіктігіне әсер етіп, ойықтар мен басқа құрылымдар арқылы ойылған ойықтардың өлшемдерінің жобалық талаптардан ауытқуына әкеледі. Сол сияқты, жұқа қабықшаны тұндыру процесінде термиялық кеңеюдегі айырмашылық тұндырылған жұқа пленкадағы ішкі кернеуді тудыруы мүмкін, бұл үлдірдің жарылуы және қабығы сияқты мәселелерге әкеледі, бұл электрлік өнімділікке және чиптің ұзақ мерзімді сенімділігіне әсер етеді. Кремний материалдарына ұқсас термиялық кеңею коэффициенті бар гранит негіздерін пайдалану термиялық кернеуді тиімді төмендетеді және ою және тұндыру процестерінің тұрақтылығы мен дәлдігін қамтамасыз етеді. .
Қаптама кезеңі: Термиялық сәйкессіздік сенімділік мәселелерін тудырады
Жартылай өткізгішті орау сатысында чип пен орау материалы (мысалы, эпоксидті шайыр, керамика және т.б.) арасындағы термиялық кеңею коэффициенттерінің үйлесімділігі өте маңызды. Чиптердің негізгі материалы болып табылатын кремнийдің термиялық кеңею коэффициенті салыстырмалы түрде төмен, ал орауыш материалдардың көпшілігінде салыстырмалы түрде жоғары. Қолдану кезінде чиптің температурасы өзгерген кезде, термиялық кеңею коэффициенттерінің сәйкес келмеуіне байланысты чип пен орау материалы арасында термиялық кернеу пайда болады. .
Бұл термиялық кернеу, қайталанатын температура циклдерінің әсерінен (мысалы, чиптің жұмысы кезінде қыздыру және салқындату) чип пен орауыш субстрат арасындағы дәнекерлеу қосылыстарының шаршауына әкелуі мүмкін немесе чип бетіндегі байланыстырушы сымдардың құлап кетуіне әкелуі мүмкін, нәтижесінде чиптің электрлік қосылымының істен шығуы мүмкін. Термиялық кеңею коэффициенті кремний материалдарына жақын орауыш субстрат материалдарын таңдау және орау процесінде дәлдікті анықтау үшін тамаша термиялық тұрақтылығы бар гранитті сынақ платформаларын пайдалану арқылы термиялық сәйкессіздік мәселесін тиімді азайтуға, қаптаманың сенімділігін арттыруға және чиптің қызмет ету мерзімін ұзартуға болады. .
Өндірістік ортаны бақылау: жабдықтар мен зауыт ғимараттарының үйлесімді тұрақтылығы
Өндіріс процесіне тікелей әсер етумен қатар, термиялық кеңею коэффициенті жартылай өткізгіш зауыттардың жалпы экологиялық бақылауымен де байланысты. Ірі жартылай өткізгіштерді шығаратын цехтарда ауаны баптау жүйелерінің іске қосылуы және тоқтауы және жабдық кластерлерінің жылуды бөлуі сияқты факторлар қоршаған орта температурасының ауытқуын тудыруы мүмкін. Зауыт еденінің, жабдық негіздерінің және басқа инфрақұрылымның термиялық кеңею коэффициенті тым жоғары болса, ұзақ уақыт бойы температураның өзгеруі еденнің жарылуына және жабдықтың іргетасының жылжуына әкеледі, осылайша фотолитографиялық машиналар мен ою машиналары сияқты дәлдіктегі жабдықтың дәлдігіне әсер етеді. .
Гранит негіздерін жабдықтың тірегі ретінде пайдалану және оларды жылу кеңею коэффициенттері төмен зауыттық құрылыс материалдарымен біріктіру арқылы қоршаған ортаның термиялық деформациясынан туындаған жабдықты калибрлеу және техникалық қызмет көрсету шығындарының жиілігін азайту және жартылай өткізгіштерді өндіру желісінің ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қамтамасыз ететін тұрақты өндірістік ортаны құруға болады. .
Жылулық кеңею коэффициенті жартылай өткізгіштерді өндірудің материалды таңдаудан, процесті бақылаудан бастап орау және сынауға дейінгі бүкіл өмірлік циклі арқылы өтеді. Әрбір сілтемеде термиялық кеңеюдің әсерін қатаң ескеру қажет. Гранит негіздері, олардың термиялық кеңеюінің ультра төмен коэффициенті және басқа да тамаша қасиеттері бар, жартылай өткізгіштерді өндіру үшін тұрақты физикалық негізді қамтамасыз етеді және чиптерді өндіру процестерін жоғары дәлдікке қарай дамытуға жәрдемдесудің маңызды кепілі болады.
Хабарлама уақыты: 20 мамыр-2025 ж