.
Son dərəcə dəqiqliyə can atan yarımkeçiricilər istehsalı sahəsində istilik genişlənmə əmsalı məhsulun keyfiyyətinə və istehsalın sabitliyinə təsir edən əsas parametrlərdən biridir. Fotolitoqrafiyadan tutmuş qablaşdırmaya qədər bütün proses boyunca materialların istilik genişlənmə əmsallarındakı fərqlər müxtəlif yollarla istehsal dəqiqliyinə mane ola bilər. Bununla belə, ultra aşağı istilik genişlənmə əmsalı ilə qranit bazası bu problemi həll etmək üçün əsas oldu. .
Litoqrafiya prosesi: İstilik deformasiyası naxışın sapmasına səbəb olur
Fotolitoqrafiya yarımkeçiricilərin istehsalında əsas addımdır. Fotolitoqrafiya maşını vasitəsilə maskadakı dövrə naxışları fotorezistlə örtülmüş vaflinin səthinə köçürülür. Bu proses zamanı fotolitoqrafiya maşınının daxilində istilik idarəetməsi və iş masasının sabitliyi həyati əhəmiyyət kəsb edir. Məsələn, ənənəvi metal materialları götürün. Onların istilik genişlənmə əmsalı təxminən 12×10⁻⁶/℃-dir. Fotolitoqrafiya maşınının işləməsi zamanı lazer işıq mənbəyi, optik linzalar və mexaniki komponentlər tərəfindən yaranan istilik avadanlığın temperaturunun 5-10 ℃ yüksəlməsinə səbəb olacaqdır. Əgər litoqrafiya maşınının iş masası metal əsasdan istifadə edirsə, 1 metr uzunluğundakı baza 60-120 μm genişlənmə deformasiyasına səbəb ola bilər ki, bu da maska və vafli arasında nisbi mövqenin dəyişməsinə səbəb olacaq. .
Qabaqcıl istehsal proseslərində (məsələn, 3nm və 2nm) tranzistorlar arası məsafə yalnız bir neçə nanometrdir. Bu cür kiçik istilik deformasiyası fotolitoqrafiya nümunəsinin yanlış hizalanmasına səbəb olmaq üçün kifayətdir ki, bu da anormal tranzistor birləşmələrinə, qısaqapanmalara və ya açıq dövrələrə və digər problemlərə gətirib çıxarır ki, bu da birbaşa çip funksiyalarının uğursuzluğu ilə nəticələnir. Qranit əsasının istilik genişlənmə əmsalı 0,01μm/°C (yəni (1-2) ×10⁻⁶/℃) qədər aşağıdır və eyni temperatur dəyişikliyi altında deformasiya metalın yalnız 1/10-1/5 hissəsidir. O, fotolitoqrafiya maşını üçün sabit yükdaşıyan platforma təmin edə bilər, fotolitoqrafiya nümunəsinin dəqiq ötürülməsini təmin edir və çip istehsalının məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. .
Aşınma və çökmə: Quruluşun ölçü dəqiqliyinə təsir edir
Aşınma və çökmə vafli səthində üçölçülü dövrə strukturlarının qurulması üçün əsas proseslərdir. Aşınma prosesi zamanı reaktiv qaz vaflinin səthi materialı ilə kimyəvi reaksiyaya məruz qalır. Eyni zamanda, RF enerji təchizatı və avadanlığın içərisində qaz axınına nəzarət kimi komponentlər istilik yaradır, bu da vaflinin və avadanlıq komponentlərinin temperaturunun yüksəlməsinə səbəb olur. Əgər vafli daşıyıcısının və ya avadanlıq bazasının istilik genişlənmə əmsalı vaflininkinə uyğun gəlmirsə (silikon materialın istilik genişlənmə əmsalı təxminən 2,6×10⁻⁶/℃-dir), temperatur dəyişdikdə termal gərginlik yaranacaq ki, bu da vaflinin səthində kiçik çatlara və ya əyilmələrə səbəb ola bilər. .
Bu cür deformasiya yan divarın aşındırma dərinliyinə və şaquliliyinə təsir edərək, deşiklər və digər strukturlar vasitəsilə işlənmiş yivlərin ölçülərinin dizayn tələblərindən kənara çıxmasına səbəb olacaqdır. Eynilə, nazik təbəqənin çökmə prosesində, istilik genişlənməsinin fərqi çökdürülmüş nazik filmdə daxili gərginliyə səbəb ola bilər və bu, çipin elektrik performansına və uzunmüddətli etibarlılığına təsir edən filmin çatlaması və soyulması kimi problemlərə səbəb ola bilər. Silisium materiallarına bənzər bir istilik genişlənmə əmsalı olan qranit əsasların istifadəsi istilik gərginliyini effektiv şəkildə azalda bilər və aşındırma və çökmə proseslərinin sabitliyini və dəqiqliyini təmin edə bilər. .
Qablaşdırma mərhələsi: Termal uyğunsuzluq etibarlılıq problemlərinə səbəb olur
Yarımkeçirici qablaşdırma mərhələsində çip və qablaşdırma materialı (məsələn, epoksi qatran, keramika və s.) arasındakı istilik genişlənmə əmsallarının uyğunluğu həyati əhəmiyyət kəsb edir. Çiplərin əsas materialı olan silisiumun istilik genişlənmə əmsalı nisbətən aşağıdır, əksər qablaşdırma materiallarında isə nisbətən yüksəkdir. İstifadə zamanı çipin temperaturu dəyişdikdə, istilik genişlənmə əmsallarının uyğunsuzluğu səbəbindən çip və qablaşdırma materialı arasında istilik gərginliyi meydana gələcək. .
Bu termal gərginlik, təkrarlanan temperatur dövrlərinin təsiri altında (məsələn, çipin işləməsi zamanı qızdırma və soyutma) çip və qablaşdırma substratı arasındakı lehim birləşmələrinin yorğun çatlamasına səbəb ola bilər və ya çip səthindəki birləşdirici naqillərin qopmasına səbəb ola bilər və nəticədə çipin elektrik bağlantısının pozulması ilə nəticələnə bilər. Silikon materiallarınkinə yaxın termal genişlənmə əmsalı olan qablaşdırma substratı materiallarını seçmək və qablaşdırma prosesi zamanı dəqiqliyi aşkar etmək üçün əla istilik sabitliyinə malik qranit sınaq platformalarından istifadə etməklə, istilik uyğunsuzluğu problemini effektiv şəkildə azaltmaq, qablaşdırmanın etibarlılığını artırmaq və çipin xidmət müddətini artırmaq olar. .
İstehsal mühitinə nəzarət: Avadanlıqların və fabrik binalarının koordinasiyalı sabitliyi
İstehsal prosesinə birbaşa təsir etməklə yanaşı, istilik genişlənmə əmsalı həm də yarımkeçirici fabriklərin ümumi ekoloji nəzarəti ilə əlaqədardır. Böyük yarımkeçirici istehsal sexlərində kondisioner sistemlərinin işə salınması və dayandırılması və avadanlıq qruplarının istilik yayılması kimi amillər ətraf mühitin temperaturunda dalğalanmalara səbəb ola bilər. Zavodun döşəməsinin, avadanlıq əsaslarının və digər infrastrukturun istilik genişlənmə əmsalı çox yüksək olarsa, uzunmüddətli temperatur dəyişiklikləri döşəmənin çatlamasına və avadanlığın bünövrəsinin yerdəyişməsinə səbəb olacaq və bununla da fotolitoqrafiya maşınları və aşındırma maşınları kimi dəqiq avadanlıqların düzgünlüyünə təsir edəcəkdir. .
Avadanlıq dayağı kimi qranit əsaslardan istifadə etməklə və onları aşağı istilik genişlənmə əmsallarına malik zavod tikinti materialları ilə birləşdirməklə sabit istehsal mühiti yaratmaq, ətraf mühitin istilik deformasiyası nəticəsində yaranan avadanlığın kalibrlənməsi və texniki xidmət xərclərinin tezliyini azaltmaq və yarımkeçirici istehsal xəttinin uzunmüddətli stabil işləməsini təmin etmək olar. .
İstilik genişlənməsi əmsalı material seçimindən, prosesə nəzarətdən tutmuş qablaşdırma və sınaqlara qədər yarımkeçiricilərin istehsalının bütün həyat dövrü boyunca keçir. İstilik genişlənməsinin təsiri hər bir keçiddə ciddi şəkildə nəzərə alınmalıdır. Qranit əsasları, ultra aşağı istilik genişlənmə əmsalı və digər əla xassələri ilə yarımkeçiricilərin istehsalı üçün sabit fiziki zəmin yaradır və çip istehsalı proseslərinin daha yüksək dəqiqliyə doğru inkişafını təşviq etmək üçün mühüm təminat olur.
Göndərmə vaxtı: 20 may-2025-ci il