|
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү тармагында тактык - бул продукциянын сапатынын жана натыйжалуулугунун негизги линиясы. Жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулар өндүрүштүн тактыгын камсыз кылуучу негизги звено катары анын негизги компоненттеринин туруктуулугуна дээрлик катуу талаптарды коёт. Алардын ичинен гранит платформасы, анын эң сонун жылуулук туруктуулугу менен жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдууларда маанилүү роль ойнойт. Бул макалада жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдыктардагы гранит платформаларынын термикалык туруктуулугуна терең анализ жүргүзүлүп, анык сыноо маалыматтары аркылуу жүргүзүлөт. |
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө өлчөө жабдууларынын жылуулук туруктуулугуна катуу талаптар
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесси өтө татаал жана так, микросхемадагы схемалардын туурасы нанометрдик деңгээлге жетти. Мындай жогорку тактыктагы өндүрүш процессинде температуранын кичине өзгөрүшү да жабдуулардын тетиктеринин термикалык кеңейишине жана жыйрылышына алып келиши мүмкүн, ошону менен өлчөө каталарына себеп болот. Мисалы, фотолитография процессинде өлчөөчү жабдуулардын өлчөө тактыгы 1 нанометрге четтеп кетсе, чиптеги чынжырларда кыска туташуулар же ачык чынжырлар сыяктуу олуттуу көйгөйлөрдү жаратып, чиптин сынышына алып келиши мүмкүн. Өнөр жай маалыматтарынын статистикасына ылайык, температуранын ар бир 1℃ термелүүсү үчүн салттуу металл материалды өлчөөчү жабдуулар платформасы бир нече нанометрдик өлчөмдүү өзгөрүүлөргө дуушар болушу мүмкүн. Бирок, жарым өткөргүч өндүрүшү өлчөөнүн тактыгын ±0,1 нанометрдин чегинде көзөмөлдөөнү талап кылат, бул жылуулук туруктуулукту өлчөөчү жабдуулар жарым өткөргүч өндүрүшүнүн талаптарына жооп бере аларын аныктоодо негизги факторго айлантат. |
Гранит платформаларынын термикалык туруктуулугунун теориялык артыкчылыктары
Гранит, табигый таштын бир түрү катары, компакттуу ички минералдык кристаллдашуу, тыгыз жана бирдей түзүлүшкө ээ жана термикалык туруктуулуктун табигый артыкчылыгына ээ. Термикалык кеңейүү коэффициенти боюнча граниттин термикалык кеңейүү коэффициенти өтө төмөн, жалпысынан 4,5тен 6,5×10⁻⁶/Кге чейин. Ал эми алюминий эритмелери сыяктуу кеңири таралган металлдык материалдардын жылуулук кеңейүү коэффициенти 23,8×10⁻⁶/Кга чейин жогору, бул граниттен бир нече эсе көп. Бул бирдей температуранын өзгөрүү шарттарында гранит платформасынын өлчөмдүү өзгөрүүсү металл платформага караганда бир топ аз экенин билдирет, бул жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулар үчүн бир кыйла туруктуу өлчөө маалымдамасын бере алат. |
Мындан тышкары, граниттин кристаллдык структурасы ага жылуулук өткөрүүнүн эң сонун бирдейлигин берет. Жабдуулардын иштеши жылуулукту пайда кылганда же айлана-чөйрөнүн температурасы өзгөргөндө, гранит платформасы жылуулукту тез жана бир калыпта өткөрө алат, жергиликтүү ашыкча ысып кетүүдөн же ашыкча муздатуудан качат, ошону менен платформанын жалпы температуралык ырааттуулугун эффективдүү сактап, өлчөө тактыгынын туруктуулугун камсыз кылат. |
Термикалык туруктуулукту өлчөө процесси жана ыкмасы
Жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдууларда гранит платформасынын жылуулук туруктуулугун так баалоо үчүн биз катуу өлчөө схемасын иштеп чыктык. Супер тактыкта иштетилген гранит платформасы менен жабдылган жогорку тактыктагы жарым өткөргүч пластинаны өлчөөчү аспапты тандаңыз. Эксперименталдык чөйрөдө жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү цехиндеги температуранын жалпы өзгөрүү диапазону окшоштурулган, башкача айтканда, акырындык менен 20 ℃ дан 35 ℃ га чейин жылытуу жана андан кийин кайра 20 ℃ чейин муздатуу. Бардык процесс 8 саатка созулду. |
Өлчөөчү прибордун гранит платформасында жогорку тактыктагы стандарттуу кремний пластиналары жайгаштырылат жана реалдуу убакыт режиминде кремний пластиналары менен платформанын ортосундагы салыштырмалуу позициянын өзгөрүшүнө байкоо жүргүзүү үчүн нано масштабдагы тактык менен жылыш датчиктер колдонулат. Ошол эле учурда, бир нече жогорку тактыктагы температура сенсорлору платформа бетиндеги температуранын бөлүштүрүлүшүн көзөмөлдөө үчүн платформанын ар кандай кызматтарында уюштурулган. Эксперименттин жүрүшүндө маалыматтардын толуктугун жана тактыгын камсыз кылуу үчүн жылмалоо маалыматтары жана температуралык маалыматтар ар бир 15 мүнөттө жазылып турду. |
Ченилген маалыматтар жана натыйжаларды талдоо
Температуранын өзгөрүшү менен платформанын өлчөмүнүн ортосундагы байланыш
Эксперименталдык маалыматтар температура 20 ℃ дан 35 ℃ чейин көтөрүлгөндө гранит платформасынын сызыктуу өлчөмүнүн өзгөрүүсү өтө аз экенин көрсөтүп турат. Эсептөөдөн кийин, бүт жылытуу процессинде платформанын максималдуу сызыктуу кеңейүүсү болгону 0,3 нанометрди түзөт, бул жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстеринде өлчөө тактыгы үчүн катага чыдамдуу диапазондон алда канча төмөн. Муздатуу стадиясында платформанын өлчөмү дээрлик толугу менен баштапкы абалына кайтып келиши мүмкүн, ал эми өлчөмдөрдүн өзгөрүшүнүн артта калуу көрүнүшүнө көңүл бурбай коюуга болот. Температуранын олуттуу өзгөрүүсүндө да өтө төмөн өлчөмдөгү өзгөрүүлөрдү сактоонун бул өзгөчөлүгү гранит платформасынын эң сонун жылуулук туруктуулугун толугу менен тастыктайт. |
Платформанын бетиндеги температуранын бирдейлигин талдоо
Температура сенсору тарабынан чогултулган маалыматтар жабдуулардын иштеши жана температуранын өзгөрүшү процессинин жүрүшүндө гранит платформасынын бетинде температуранын бөлүштүрүлүшү өтө бирдей экендигин көрсөтүп турат. Температура эң катуу өзгөргөн этапта да, платформа бетиндеги ар бир өлчөө чекитинин ортосундагы температура айырмасы ар дайым ± 0,1 ℃ ичинде көзөмөлдөнөт. Температураны бирдей бөлүштүрүү тегиз эмес жылуулук стресстен келип чыккан платформанын деформациясын эффективдүү болтурбай, өлчөө эталондук бетинин тегиздигин жана туруктуулугун камсыз кылат жана жарым өткөргүч метрология жабдуулары үчүн ишенимдүү өлчөө чөйрөсүн камсыз кылат. |
Салттуу материалдык платформалар менен салыштырганда
Гранит платформасынын өлчөнгөн маалыматтары алюминий эритмеси платформасын колдонуу менен бир типтеги жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулар менен салыштырылган жана айырмачылыктар олуттуу болгон. Ошол эле температуранын өзгөрүшү шартында, алюминий эритмесинин платформасынын сызыктуу кеңейүүсү 2,5 нанометрге чейин жетет, бул гранит платформасынан сегиз эсе көп. Ошол эле учурда, алюминий эритмесинин платформасынын бетиндеги температуранын бөлүштүрүлүшү бир калыпта эмес, максималдуу температура айырмасы 0,8 ℃ жетип, платформанын ачык деформациясына алып келет жана өлчөөнүн тактыгына олуттуу таасир этет. |
Жарым өткөргүчтүү метрология жабдууларынын так дүйнөсүндө гранит платформалары эң сонун жылуулук туруктуулугу менен өлчөөнүн тактыгын камсыз кылууда негизги таяныч болуп калды. Ченелген маалыматтар гранит платформасынын температуранын өзгөрүшүнө жооп кайтаруудагы мыкты көрсөткүчтөрүн далилдейт, жарым өткөргүч өндүрүш тармагына ишенимдүү техникалык колдоо көрсөтөт. Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстери жогорку тактыкка карай илгерилеген сайын, гранит платформаларынын жылуулук туруктуу артыкчылыгы барган сайын көрүнүктүү болуп, технологиялык инновацияларды жана өнөр жайдагы өнүгүүнү үзгүлтүксүз түртөт.
Посттун убактысы: 13-май-2025