Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү тармагында тактык продукциянын сапатынын жана иштешинин негизги булагы болуп саналат. Жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулар өндүрүштүн тактыгын камсыз кылуунун негизги звеносу катары өзүнүн негизги компоненттеринин туруктуулугуна дээрлик катуу талаптарды коет. Алардын арасында гранит платформасы өзүнүн мыкты жылуулук туруктуулугу менен жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдууларда алмаштыргыс ролду ойнойт. Бул макалада жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулардагы гранит платформаларынын жылуулук туруктуулугунун иш жүзүндөгү сыноо маалыматтары аркылуу терең талдоо жүргүзүлөт.
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө өлчөөчү жабдуулардын жылуулук туруктуулугуна катуу талаптар
Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесси өтө татаал жана так, ал эми чиптеги чынжыр сызыктарынын туурасы нанометрдик деңгээлге жеткен. Мындай жогорку тактыктагы өндүрүш процессинде температуранын эң кичинекей өзгөрүшү да жабдуулардын компоненттеринин жылуулук менен кеңейишине жана кысылышына алып келиши мүмкүн, ошону менен өлчөө каталарын жаратат. Мисалы, фотолитография процессинде, эгерде өлчөөчү жабдуулардын өлчөө тактыгы 1 нанометрге четтесе, чиптеги чынжырларда кыска туташуулар же ачык чынжырлар сыяктуу олуттуу көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн, бул чиптин жарактан чыгышына алып келет. Тармактык маалыматтардын статистикасына ылайык, температуранын ар бир 1°C өзгөрүшү үчүн салттуу металл материалдарды өлчөөчү жабдуулардын платформасы бир нече нанометр өлчөмүндөгү өзгөрүүлөргө дуушар болушу мүмкүн. Бирок, жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү өлчөө тактыгын ±0,1 нанометрдин чегинде башкарууну талап кылат, бул жылуулук туруктуулугун өлчөөчү жабдуулар жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүнүн талаптарын канааттандыра алабы же жокпу, аныктоодо негизги фактор кылат.
Гранит платформаларынын жылуулук туруктуулугунун теориялык артыкчылыктары
Гранит, табигый таштын бир түрү катары, компакттуу ички минералдык кристаллдашууга, тыгыз жана бирдей түзүлүшкө ээ жана жылуулук туруктуулугунун табигый артыкчылыгына ээ. Жылуулук кеңейүү коэффициенти жагынан граниттин жылуулук кеңейүү коэффициенти өтө төмөн, жалпысынан 4,5тен 6,5 × 10⁻⁶/Kге чейин. Ал эми алюминий эритмелери сыяктуу кеңири таралган металл материалдарынын жылуулук кеңейүү коэффициенти 23,8 × 10⁻⁶/Kге чейин жетет, бул граниттикинен бир нече эсе көп. Бул бирдей температуранын өзгөрүш шарттарында гранит платформасынын өлчөмүнүн өзгөрүшү металл платформасына караганда бир топ аз экенин билдирет, бул жарым өткөргүч өлчөөчү жабдуулар үчүн туруктуураак өлчөө шилтемесин бере алат.
Мындан тышкары, граниттин кристаллдык түзүлүшү ага жылуулукту бир калыпта өткөрүүнүн эң сонун мүмкүнчүлүгүн берет. Жабдуулардын иштеши жылуулукту пайда кылганда же айлана-чөйрөнүн температурасы өзгөргөндө, гранит платформасы жергиликтүү ысып кетүүдөн же муздатуудан сактануу менен жылуулукту тез жана бирдей өткөрө алат, ошону менен платформанын жалпы температуралык туруктуулугун натыйжалуу сактап, өлчөөнүн тактыгынын туруктуулугун андан ары камсыз кылат.
Термикалык туруктуулукту өлчөө процесси жана ыкмасы
Жарым өткөргүчтөрдү өлчөөчү жабдуулардагы гранит платформасынын жылуулук туруктуулугун так баалоо үчүн биз катуу өлчөө схемасын иштеп чыктык. Өтө так иштетилген гранит платформасы менен жабдылган жогорку тактыктагы жарым өткөргүч пластинаны өлчөөчү аспапты тандаңыз. Эксперименталдык чөйрөдө жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүчү цехтеги жалпы температуранын өзгөрүшүнүн диапазону симуляцияланган, башкача айтканда, акырындык менен 20℃ден 35℃ге чейин ысытылып, андан кийин кайра 20℃ге чейин муздатылган. Бүт процесс 8 саатка созулган.
Өлчөөчү аспаптын гранит платформасында жогорку тактыктагы стандарттуу кремний пластиналары жайгаштырылган жана кремний пластиналары менен платформанын ортосундагы салыштырмалуу абалдын өзгөрүшүн реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөө үчүн нано масштабдагы тактыктагы жылышуу сенсорлору колдонулат. Ошол эле учурда, платформанын бетиндеги температуранын бөлүштүрүлүшүн көзөмөлдөө үчүн платформанын ар кайсы жерлерине бир нече жогорку тактыктагы температура сенсорлору жайгаштырылган. Эксперимент учурунда маалыматтардын толуктугун жана тактыгын камсыз кылуу үчүн жылышуу маалыматтары жана температура маалыматтары ар бир 15 мүнөт сайын жазылып турган.
Өлчөнгөн маалыматтар жана натыйжаларды талдоо
Температуранын өзгөрүшү менен платформанын өлчөмүнүн өзгөрүшүнүн ортосундагы байланыш
Эксперименталдык маалыматтар көрсөткөндөй, температура 20℃ден 35℃ге чейин көтөрүлгөндө, гранит платформасынын сызыктуу өлчөмүнүн өзгөрүшү өтө аз болот. Эсептөөдөн кийин, бүтүндөй жылытуу процессинде платформанын максималдуу сызыктуу кеңейиши болгону 0,3 нанометрди түзөт, бул жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстериндеги өлчөө тактыгы үчүн катага жол бербөө диапазонунан бир топ төмөн. Муздатуу этабында платформанын өлчөмү дээрлик толугу менен баштапкы абалына кайтып келиши мүмкүн, ал эми өлчөмдүн өзгөрүшүнүн кечигүү кубулушун этибарга албай коюуга болот. Температуранын олуттуу өзгөрүүлөрүндө да өтө төмөн өлчөмдүү өзгөрүүлөрдү сактоонун бул мүнөздөмөсү гранит платформасынын эң сонун жылуулук туруктуулугун толук тастыктайт.
Платформанын бетиндеги температуранын бирдейлигин талдоо
Температура сенсору тарабынан чогултулган маалыматтар көрсөткөндөй, жабдуулардын иштеши жана температуранын өзгөрүшү процесси учурунда гранит платформасынын бетиндеги температуранын бөлүштүрүлүшү өтө бирдей болот. Температура эң катуу өзгөргөн этапта да, платформанын бетиндеги ар бир өлчөө чекитинин ортосундагы температура айырмасы ар дайым ±0,1℃ чегинде көзөмөлдөнөт. Температуранын бирдей бөлүштүрүлүшү бирдей эмес жылуулук чыңалуусунан улам платформанын деформациясын натыйжалуу болтурбайт, өлчөөнүн 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 колдонгон ошол эле типтеги жарым өткөргүч өлчөөчү жабдуулардын маалыматтары менен салыштырылды жана айырмачылыктар олуттуу болду. Температуранын бирдей өзгөрүш шарттарында алюминий эритмеси платформасынын сызыктуу кеңейиши 2,5 нанометрге чейин жетет, бул гранит платформасына караганда сегиз эседен ашык. Ошол эле учурда, алюминий эритмеси платформасынын бетиндеги температуранын бөлүштүрүлүшү бирдей эмес, максималдуу температура айырмасы 0,8℃га жетет, бул платформанын айкын деформациясына алып келет жана өлчөөнүн тактыгына олуттуу таасир этет.
Жарым өткөргүч метрология жабдууларынын так дүйнөсүндө, өзгөчө жылуулук туруктуулугу менен гранит платформалары өлчөө тактыгын камсыз кылууда негизги таянычка айланды. Өлчөнгөн маалыматтар гранит платформасынын температуранын өзгөрүшүнө жооп кайтаруудагы жана жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү өнөр жайына ишенимдүү техникалык колдоо көрсөтүүдөгү эң сонун көрсөткүчтөрүн күчтүү далилдейт. Жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстери жогорку тактыкка карай өнүккөн сайын, гранит платформаларынын жылуулук туруктуулугунун артыкчылыгы барган сайын айкын болуп, тармактагы технологиялык инновацияларды жана өнүгүүнү тынымсыз алдыга жылдырат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 13-майы