अर्धचालक उत्पादनको क्षेत्रमा, जसले परम परिशुद्धतालाई पछ्याउँछ, थर्मल विस्तारको गुणांक उत्पादनको गुणस्तर र उत्पादन स्थिरतालाई असर गर्ने मुख्य प्यारामिटरहरू मध्ये एक हो। फोटोलिथोग्राफी, इचिंगदेखि प्याकेजिङसम्मको सम्पूर्ण प्रक्रियामा, सामग्रीको थर्मल विस्तार गुणांकमा भिन्नताले विभिन्न तरिकाले उत्पादन शुद्धतामा हस्तक्षेप गर्न सक्छ। यद्यपि, ग्रेनाइट आधार, यसको अति-कम थर्मल विस्तार गुणांकको साथ, यो समस्या समाधान गर्ने कुञ्जी बनेको छ।
लिथोग्राफी प्रक्रिया: थर्मल विकृतिले ढाँचा विचलन निम्त्याउँछ
फोटोलिथोग्राफी अर्धचालक निर्माणको एक मुख्य चरण हो। फोटोलिथोग्राफी मेसिन मार्फत, मास्कमा रहेको सर्किट ढाँचाहरू फोटोरेसिस्टले लेपित वेफरको सतहमा स्थानान्तरण गरिन्छ। यस प्रक्रियाको क्रममा, फोटोलिथोग्राफी मेसिन भित्रको थर्मल व्यवस्थापन र कार्य तालिकाको स्थिरता महत्त्वपूर्ण हुन्छ। उदाहरणको रूपमा परम्परागत धातु सामग्रीहरू लिनुहोस्। तिनीहरूको थर्मल विस्तारको गुणांक लगभग १२×१०⁻⁶/℃ छ। फोटोलिथोग्राफी मेसिनको सञ्चालनको क्रममा, लेजर प्रकाश स्रोत, अप्टिकल लेन्स र मेकानिकल कम्पोनेन्टहरूद्वारा उत्पन्न हुने तापले उपकरणको तापक्रम ५-१० ℃ ले बढ्नेछ। यदि लिथोग्राफी मेसिनको कार्य तालिकाले धातुको आधार प्रयोग गर्छ भने, १-मिटर लामो आधारले ६०-१२० μm को विस्तार विकृति निम्त्याउन सक्छ, जसले मास्क र वेफर बीचको सापेक्षिक स्थितिमा परिवर्तन ल्याउनेछ।
उन्नत उत्पादन प्रक्रियाहरूमा (जस्तै ३nm र २nm), ट्रान्जिस्टर स्पेसिङ केही न्यानोमिटर मात्र हुन्छ। यस्तो सानो थर्मल विकृतिले फोटोलिथोग्राफी ढाँचालाई गलत तरिकाले मिलाउन पर्याप्त हुन्छ, जसले गर्दा असामान्य ट्रान्जिस्टर जडानहरू, सर्ट सर्किटहरू वा खुला सर्किटहरू, र अन्य समस्याहरू निम्त्याउँछ, जसले गर्दा चिप कार्यहरू प्रत्यक्ष रूपमा विफल हुन्छन्। ग्रेनाइट आधारको थर्मल विस्तार गुणांक ०.०१μm/°C (अर्थात्, (१-२) ×१०⁻⁶/℃) जति कम हुन्छ, र उही तापक्रम परिवर्तन अन्तर्गत विकृति धातुको भन्दा १/१०-१/५ मात्र हुन्छ। यसले फोटोलिथोग्राफी मेसिनको लागि स्थिर लोड-बेयरिङ प्लेटफर्म प्रदान गर्न सक्छ, फोटोलिथोग्राफी ढाँचाको सटीक स्थानान्तरण सुनिश्चित गर्दै र चिप निर्माणको उपजमा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ।
नक्काशी र निक्षेपण: संरचनाको आयामी शुद्धतालाई असर गर्छ
वेफर सतहमा त्रि-आयामिक सर्किट संरचनाहरू निर्माण गर्नका लागि इचिङ र डिपोजिसन प्रमुख प्रक्रियाहरू हुन्। इचिङ प्रक्रियाको क्रममा, प्रतिक्रियाशील ग्यासले वेफरको सतह सामग्रीसँग रासायनिक प्रतिक्रिया गर्दछ। यसैबीच, उपकरण भित्र रहेको आरएफ पावर सप्लाई र ग्यास प्रवाह नियन्त्रण जस्ता घटकहरूले ताप उत्पन्न गर्छन्, जसले गर्दा वेफर र उपकरण घटकहरूको तापक्रम बढ्छ। यदि वेफर क्यारियर वा उपकरण आधारको थर्मल विस्तारको गुणांक वेफरसँग मेल खाँदैन भने (सिलिकन सामग्रीको थर्मल विस्तारको गुणांक लगभग 2.6×10⁻⁶/℃ छ), तापक्रम परिवर्तन हुँदा थर्मल तनाव उत्पन्न हुनेछ, जसले वेफरको सतहमा स-साना दरारहरू वा वार्पिङ हुन सक्छ।
यस प्रकारको विकृतिले छेउको भित्ताको नक्काशीको गहिराइ र ठाडोपनलाई असर गर्नेछ, जसले गर्दा नक्काशी गरिएका खाँचोहरूको आयामहरू, प्वालहरू र अन्य संरचनाहरू मार्फत डिजाइन आवश्यकताहरूबाट विचलित हुनेछन्। त्यस्तै गरी, पातलो फिल्म निक्षेपण प्रक्रियामा, थर्मल विस्तारमा भिन्नताले जम्मा गरिएको पातलो फिल्ममा आन्तरिक तनाव निम्त्याउन सक्छ, जसले फिल्मको क्र्याकिंग र पिलिंग जस्ता समस्याहरू निम्त्याउन सक्छ, जसले विद्युतीय प्रदर्शन र चिपको दीर्घकालीन विश्वसनीयतालाई असर गर्छ। सिलिकन सामग्रीको जस्तै थर्मल विस्तार गुणांक भएको ग्रेनाइट आधारहरूको प्रयोगले प्रभावकारी रूपमा थर्मल तनाव कम गर्न सक्छ र नक्काशी र निक्षेपण प्रक्रियाहरूको स्थिरता र शुद्धता सुनिश्चित गर्न सक्छ।
प्याकेजिङ चरण: थर्मल बेमेलले विश्वसनीयता समस्याहरू निम्त्याउँछ
अर्धचालक प्याकेजिङ चरणमा, चिप र प्याकेजिङ सामग्री (जस्तै इपोक्सी राल, सिरेमिक, आदि) बीचको थर्मल विस्तार गुणांकको अनुकूलता महत्त्वपूर्ण हुन्छ। चिप्सको मुख्य सामग्री, सिलिकनको थर्मल विस्तार गुणांक अपेक्षाकृत कम हुन्छ, जबकि धेरैजसो प्याकेजिङ सामग्रीहरूको तुलनात्मक रूपमा उच्च हुन्छ। प्रयोगको क्रममा चिपको तापक्रम परिवर्तन हुँदा, थर्मल विस्तार गुणांकहरूको बेमेलको कारणले चिप र प्याकेजिङ सामग्री बीच थर्मल तनाव उत्पन्न हुनेछ।
यो थर्मल तनाव, बारम्बार तापक्रम चक्र (जस्तै चिपको सञ्चालनको क्रममा तताउने र चिसो पार्ने) को प्रभावमा, चिप र प्याकेजिङ सब्सट्रेट बीचको सोल्डर जोइन्टहरूमा थकान फुट्न सक्छ, वा चिपको सतहमा बन्धन तारहरू खस्न सक्छ, जसले गर्दा अन्ततः चिपको विद्युतीय जडान विफल हुन्छ। सिलिकन सामग्रीको नजिक थर्मल विस्तार गुणांक भएको प्याकेजिङ सब्सट्रेट सामग्रीहरू छनौट गरेर र प्याकेजिङ प्रक्रियाको क्रममा शुद्धता पत्ता लगाउन उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता भएको ग्रेनाइट परीक्षण प्लेटफर्महरू प्रयोग गरेर, थर्मल बेमेलको समस्यालाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सकिन्छ, प्याकेजिङको विश्वसनीयता सुधार गर्न सकिन्छ, र चिपको सेवा जीवन लामो गर्न सकिन्छ।
उत्पादन वातावरण नियन्त्रण: उपकरण र कारखाना भवनहरूको समन्वित स्थिरता
उत्पादन प्रक्रियालाई प्रत्यक्ष असर गर्नुको साथै, थर्मल विस्तारको गुणांक अर्धचालक कारखानाहरूको समग्र वातावरणीय नियन्त्रणसँग पनि सम्बन्धित छ। ठूला अर्धचालक उत्पादन कार्यशालाहरूमा, वातानुकूलित प्रणालीहरूको सुरुवात र रोक र उपकरण क्लस्टरहरूको ताप अपव्यय जस्ता कारकहरूले वातावरणीय तापक्रममा उतारचढाव ल्याउन सक्छन्। यदि कारखानाको भुइँ, उपकरण आधारहरू र अन्य पूर्वाधारको थर्मल विस्तारको गुणांक धेरै उच्च छ भने, दीर्घकालीन तापक्रम परिवर्तनले भुइँमा दरार आउनेछ र उपकरणको जग परिवर्तन हुनेछ, जसले गर्दा फोटोलिथोग्राफी मेसिन र एचिङ मेसिन जस्ता सटीक उपकरणहरूको शुद्धतामा असर पर्नेछ।
ग्रेनाइट आधारहरूलाई उपकरणको समर्थनको रूपमा प्रयोग गरेर र कम थर्मल विस्तार गुणांक भएका कारखाना निर्माण सामग्रीहरूसँग संयोजन गरेर, स्थिर उत्पादन वातावरण सिर्जना गर्न सकिन्छ, जसले वातावरणीय थर्मल विकृतिको कारणले हुने उपकरण क्यालिब्रेसन र मर्मत लागतको आवृत्ति घटाउँछ, र अर्धचालक उत्पादन लाइनको दीर्घकालीन स्थिर सञ्चालन सुनिश्चित गर्दछ।
थर्मल विस्तारको गुणांक अर्धचालक निर्माणको सम्पूर्ण जीवनचक्रमा चल्छ, सामग्री चयन, प्रक्रिया नियन्त्रणदेखि प्याकेजिङ र परीक्षणसम्म। थर्मल विस्तारको प्रभावलाई प्रत्येक लिङ्कमा कडाइका साथ विचार गर्न आवश्यक छ। ग्रेनाइट आधारहरू, तिनीहरूको अति-कम थर्मल विस्तार गुणांक र अन्य उत्कृष्ट गुणहरूको साथ, अर्धचालक निर्माणको लागि स्थिर भौतिक आधार प्रदान गर्दछ र उच्च परिशुद्धता तर्फ चिप निर्माण प्रक्रियाहरूको विकासलाई प्रवर्द्धन गर्नको लागि महत्त्वपूर्ण ग्यारेन्टी बन्छ।
पोस्ट समय: मे-२०-२०२५