Yarımkeçirici istehsalı sahəsində dəqiqlik məhsul keyfiyyətinin və performansının əsasını təşkil edir. Yarımkeçirici ölçmə avadanlığı, istehsalın dəqiqliyini təmin etmək üçün əsas halqa kimi, əsas komponentlərinin sabitliyinə demək olar ki, ciddi tələblər qoyur. Bunların arasında, üstün istilik stabilliyinə malik qranit platforması, yarımkeçirici ölçmə avadanlıqlarında əvəzolunmaz rol oynayır. Bu məqalədə, faktiki sınaq məlumatları vasitəsilə yarımkeçirici ölçmə avadanlıqlarında qranit platformalarının istilik stabilliyi göstəricilərinin dərin təhlili aparılacaq.
Yarımkeçirici istehsalında ölçmə avadanlığının istilik stabilliyinə dair ciddi tələblər
Yarımkeçirici istehsal prosesi olduqca mürəkkəb və dəqiqdir və çipdəki dövrə xətlərinin eni nanometr səviyyəsinə çatmışdır. Belə yüksək dəqiqlikli istehsal prosesində hətta ən kiçik temperatur dəyişikliyi belə avadanlıq komponentlərinin istilik genişlənməsinə və büzülməsinə səbəb ola bilər və bununla da ölçmə səhvlərinə səbəb ola bilər. Məsələn, fotolitoqrafiya prosesində ölçmə avadanlığının ölçmə dəqiqliyi 1 nanometr sapırsa, çipdəki dövrələrdə qısaqapanma və ya açıq dövrə kimi ciddi problemlərə səbəb ola bilər ki, bu da çipin sıradan çıxmasına səbəb olur. Sənaye məlumatları statistikasına görə, temperaturun hər 1℃ dalğalanması üçün ənənəvi metal material ölçmə avadanlığı platforması bir neçə nanometr ölçü dəyişikliklərinə məruz qala bilər. Lakin, yarımkeçirici istehsalı ölçmə dəqiqliyinin ±0,1 nanometr daxilində idarə olunmasını tələb edir ki, bu da istilik sabitliyinin ölçmə avadanlığının yarımkeçirici istehsalının tələblərini ödəyə biləcəyini müəyyən etməkdə əsas amildir.
Qranit platformalarının istilik stabilliyinin nəzəri üstünlükləri
Qranit, təbii daş növü kimi, kompakt daxili mineral kristallaşmaya, sıx və vahid quruluşa malikdir və istilik sabitliyinin təbii üstünlüyünə malikdir. İstilik genişlənmə əmsalı baxımından qranitin istilik genişlənmə əmsalı olduqca aşağıdır və ümumiyyətlə 4,5 ilə 6,5 × 10⁻⁶/K arasında dəyişir. Bunun əksinə olaraq, alüminium ərintiləri kimi ümumi metal materialların istilik genişlənmə əmsalı 23,8 × 10⁻⁶/K-yə qədər yüksəkdir ki, bu da qranitinkindən bir neçə dəfə çoxdur. Bu o deməkdir ki, eyni temperatur dəyişikliyi şəraitində qranit platformasının ölçü dəyişikliyi metal platformanınkından daha kiçikdir və bu da yarımkeçirici ölçmə avadanlığı üçün daha sabit ölçmə istinadı təmin edə bilər.
Bundan əlavə, qranitin kristal quruluşu ona əla vahid istilik keçiriciliyi bəxş edir. Avadanlıq işləyərkən istilik yarandıqda və ya ətraf mühitin temperaturu dəyişdikdə, qranit platforma istiliyi tez və bərabər şəkildə ötürə bilər, yerli həddindən artıq istiləşmə və ya həddindən artıq soyuma hadisələrinin qarşısını alır və bununla da platformanın ümumi temperatur sabitliyini effektiv şəkildə qoruyur və ölçmə dəqiqliyinin sabitliyini daha da təmin edir.
İstilik sabitliyinin ölçülməsi prosesi və metodu
Yarımkeçirici ölçmə avadanlıqlarında qranit platformasının istilik stabilliyini dəqiq qiymətləndirmək üçün ciddi bir ölçmə sxemi hazırladıq. Super dəqiq işlənmiş qranit platforması ilə təchiz olunmuş yüksək dəqiqlikli yarımkeçirici lövhə ölçmə cihazı seçin. Təcrübə mühitində yarımkeçirici istehsal emalatxanasında ümumi temperatur dəyişikliyi diapazonu simulyasiya edildi, yəni tədricən 20℃-dən 35℃-ə qədər qızdırıldı və sonra yenidən 20℃-ə qədər soyuduldu. Bütün proses 8 saat davam etdi.
Ölçmə cihazının qranit platformasında yüksək dəqiqlikli standart silikon lövhələr yerləşdirilir və silikon lövhələrlə platforma arasındakı nisbi mövqe dəyişikliklərini real vaxt rejimində izləmək üçün nanomiqyaslı dəqiqliyə malik yerdəyişmə sensorlarından istifadə olunur. Bu arada, platforma səthində temperatur paylanmasını izləmək üçün platformanın müxtəlif mövqelərində çoxsaylı yüksək dəqiqlikli temperatur sensorları yerləşdirilib. Təcrübə zamanı məlumatların tamlığını və dəqiqliyini təmin etmək üçün yerdəyişmə məlumatları və temperatur məlumatları hər 15 dəqiqədən bir qeydə alınıb.
Ölçülmüş məlumatlar və nəticə təhlili
Temperatur dəyişiklikləri ilə platforma ölçüsü dəyişiklikləri arasındakı əlaqə
Təcrübə məlumatları göstərir ki, temperatur 20℃-dən 35℃-ə yüksəldikdə, qranit platformasının xətti ölçüsündə dəyişiklik olduqca azdır. Hesablamadan sonra, bütün istilik prosesi boyunca platformanın maksimum xətti genişlənməsi cəmi 0,3 nanometrdir ki, bu da yarımkeçirici istehsal proseslərində ölçmə dəqiqliyi üçün xəta tolerantlığı diapazonundan xeyli aşağıdır. Soyutma mərhələsində platformanın ölçüsü demək olar ki, tamamilə ilkin vəziyyətinə qayıda bilər və ölçü dəyişikliyinin gecikmə fenomeni nəzərə alınmaya bilər. Əhəmiyyətli temperatur dalğalanmaları altında belə son dərəcə aşağı ölçülü dəyişikliklərin qorunmasının bu xüsusiyyəti qranit platformasının üstün istilik stabilliyini tam təsdiqləyir.
Platforma səthində temperatur vahidliyinin təhlili
Temperatur sensoru tərəfindən toplanan məlumatlar göstərir ki, avadanlığın istismarı və temperaturun dəyişməsi prosesi zamanı qranit platformanın səthində temperatur paylanması son dərəcə vahiddir. Hətta temperaturun ən intensiv dəyişdiyi mərhələdə belə, platforma səthindəki hər bir ölçmə nöqtəsi arasındakı temperatur fərqi həmişə ±0.1℃ daxilində idarə olunur. Vahid temperatur paylanması qeyri-bərabər istilik gərginliyinin yaratdığı platforma deformasiyasının qarşısını effektiv şəkildə alır, ölçmə istinad səthinin düzlüyünü və sabitliyini təmin edir və yarımkeçirici metrologiya avadanlığı üçün etibarlı ölçmə mühiti təmin edir.
Ənənəvi material platformaları ilə müqayisədə
Qranit platformasının ölçülmüş məlumatları alüminium ərintisi platformasından istifadə edərək eyni tipli yarımkeçirici ölçmə avadanlığının məlumatları ilə müqayisə edildi və fərqlər əhəmiyyətli idi. Eyni temperatur dəyişikliyi şəraitində alüminium ərintisi platformasının xətti genişlənməsi 2,5 nanometrə qədərdir ki, bu da qranit platformasınınkından səkkiz dəfədən çoxdur. Bu arada, alüminium ərintisi platformasının səthində temperatur paylanması qeyri-bərabərdir, maksimum temperatur fərqi 0,8℃-ə çatır ki, bu da platformanın açıq-aşkar deformasiyasına səbəb olur və ölçmə dəqiqliyinə ciddi təsir göstərir.
Yarımkeçirici metrologiya avadanlıqlarının dəqiq dünyasında, üstün istilik stabilliyinə malik qranit platformaları ölçmə dəqiqliyini təmin etməkdə əsas dayağa çevrilmişdir. Ölçülmüş məlumatlar, qranit platformasının temperatur dəyişikliklərinə cavab verməkdə və yarımkeçirici istehsal sənayesi üçün etibarlı texniki dəstək təmin etməkdə üstün performansını güclü şəkildə sübut edir. Yarımkeçirici istehsal prosesləri daha yüksək dəqiqliyə doğru irəlilədikcə, qranit platformalarının istilik stabilliyi üstünlüyü getdikcə daha da nəzərə çarpacaq və sənayedə texnoloji yenilikləri və inkişafı davamlı olaraq irəli aparacaq.
Yayımlanma vaxtı: 13 may 2025