|
Эң жогорку тактыкка умтулган жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү тармагында жылуулук кеңейүү коэффициенти продукциянын сапатына жана өндүрүштүн туруктуулугуна таасир этүүчү негизги параметрлердин бири болуп саналат. Фотолитографиядан тартып таңгактоого чейинки бүт процессте материалдардын жылуулук кеңейүү коэффициенттериндеги айырмачылыктар өндүрүштүн тактыгына ар кандай жол менен тоскоол болушу мүмкүн. Бирок, гранит базасы, анын термикалык кеңейүү коэффициенти өтө төмөн, бул маселени чечүү үчүн негизги болуп калды. |
Литография процесси: Жылуулук деформациясы үлгүнүн четтөөсүнө алып келет
Фотолитография жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдөгү негизги кадам болуп саналат. Фотолитографиялык машина аркылуу маскадагы схемалар фоторезист менен капталган пластинка бетине өткөрүлүп берилет. Бул процесс учурунда фотолитография машинасынын ичиндеги жылуулукту башкаруу жана иш үстөлүнүн туруктуулугу өтө маанилүү. Мисал катары салттуу металл материалдарды алалы. Алардын жылуулук кеңейүү коэффициенти болжол менен 12×10⁻⁶/℃. Фотолитографиялык машинанын иштеши учурунда лазердик жарык булагы, оптикалык линзалар жана механикалык компоненттер тарабынан пайда болгон жылуулук жабдуулардын температурасынын 5-10 ℃ жогорулашына алып келет. Эгерде литографиялык машинанын столунда металл негиз колдонулса, 1 метрлик негиз 60-120 мкм кеңейүү деформациясына алып келиши мүмкүн, бул маска менен пластинанын ортосундагы салыштырмалуу абалдын жылышына алып келет. |
Өндүрүштүк процесстерде (мисалы, 3нм жана 2нм) транзистордун аралыгы бир нече нанометрди түзөт. Мындай кичинекей жылуулук деформациясы фотолитография үлгүсүнүн туура эмес түзүлүшү үчүн жетиштүү, анормалдуу транзистордук туташууларга, кыска туташууларга же ачык чынжырларга жана башка көйгөйлөргө алып келип, түздөн-түз чип функцияларынын бузулушуна алып келет. Гранит базасынын жылуулук кеңейүү коэффициенти 0,01μm/°C (б.а., (1-2) ×10⁻⁶/℃) төмөн жана ошол эле температуранын өзгөрүшүнүн деформациясы металлдыкынын 1/10-1/5 бөлүгүн гана түзөт. Бул фотолитографиялык машина үчүн туруктуу жүк көтөрүүчү платформаны камсыздай алат, фотолитография үлгүсүнүн так берилишин камсыз кылат жана чип өндүрүшүнүн түшүмүн олуттуу түрдө жакшыртат. |
Эттинг жана жайгаштыруу: структуранын өлчөмдүү тактыгына таасир этет
Эттинг жана жайгаштыруу пластинанын бетинде үч өлчөмдүү схемалык түзүлүштөрдү куруу үчүн негизги процесстер болуп саналат. Осоруу процессинде реактивдүү газ пластинанын беттик материалы менен химиялык реакцияга кирет. Ошол эле учурда, RF электр менен жабдуу жана жабдуулардын ичиндеги газ агымын башкаруу сыяктуу компоненттер жылуулукту жаратып, пластинанын жана жабдуулардын компоненттеринин температурасын жогорулатат. Эгерде пластинка алып жүрүүчүнүн же жабдуулардын базасынын термикалык кеңейүү коэффициенти пластинкага дал келбесе (кремний материалынын термикалык кеңейүү коэффициенти болжол менен 2,6×10⁻⁶/℃), температура өзгөргөндө термикалык стресс пайда болот, бул пластинанын бетинде майда жаракаларды же ийрилүүлөрдү жаратышы мүмкүн. |
Деформациянын мындай түрү оюктун тереңдигине жана каптал дубалдын вертикалдуулугуна таасир этип, оюктар жана башка конструкциялар аркылуу оюлган оюктардын өлчөмдөрү долбоорлоо талаптарынан четтеп кетишине алып келет. Ошо сыяктуу эле, жука пленканы жайгаштыруу процессинде термикалык кеңейүүнүн айырмасы чөктүрүлгөн жука пленкада ички стрессти жаратышы мүмкүн, бул пленканын жаракалышы жана кабыгы сыяктуу көйгөйлөргө алып келет, бул чиптин электрдик иштешине жана узак мөөнөттүү ишенимдүүлүгүнө таасирин тийгизет. Кремнийдик материалдарга окшош жылуулук кеңейүү коэффициенти бар гранит негиздерин колдонуу жылуулук стрессти эффективдүү азайтып, оюу жана коюу процесстеринин туруктуулугун жана тактыгын камсыздай алат. |
Таңгактоо стадиясы: Термикалык дал келбестик ишенимдүүлүк маселелерин жаратат
Жарым өткөргүчтөрдү таңгактоо стадиясында чип менен таңгактоочу материалдын (мисалы, эпоксиддик чайыр, керамика ж.б.) ортосундагы жылуулук кеңейүү коэффициенттеринин шайкештиги өтө маанилүү. Чиптердин негизги материалы болгон кремнийдин жылуулук кеңейүү коэффициенти салыштырмалуу төмөн, ал эми таңгактоочу материалдардын көбү салыштырмалуу жогору. Колдонуу учурунда чиптин температурасы өзгөргөндө, термикалык кеңейүү коэффициенттеринин дал келбегендигинен улам чип менен таңгактоочу материалдын ортосунда жылуулук стресс пайда болот. |
Бул термикалык стресс, кайталанган температура циклдарынын (мисалы, чиптин иштеши учурундагы жылытуу жана муздатуу) таасири астында чип менен таңгак субстраттын ортосундагы ширетүүчү муундардын чарчоо жаракаларына алып келиши мүмкүн, же чиптин бетиндеги бириктирүүчү зымдарды кулап, натыйжада чиптин электрдик туташуу бузулушуна алып келиши мүмкүн. Кремнийдик материалдарга жакын жылуулук кеңейүү коэффициенти менен таңгактоочу субстрат материалдарын тандоо жана таңгактоо процессинде тактыкты аныктоо үчүн эң сонун жылуулук туруктуулугу бар гранит сыноо платформаларын колдонуу менен, жылуулук дал келбөө көйгөйүн натыйжалуу азайтууга, таңгактын ишенимдүүлүгүн жогорулатууга жана чиптин иштөө мөөнөтүн узартууга болот. |
Өндүрүштүк чөйрөнү көзөмөлдөө: жабдуулардын жана завод имараттарынын макулдашылган туруктуулугу
Термикалык кеңейүү коэффициенти өндүрүш процессине түздөн-түз таасирин тийгизүүдөн тышкары, жарым өткөргүч заводдорунун жалпы экологиялык көзөмөлү менен да байланыштуу. Жарым өткөргүчтөрдү чыгаруучу ири цехтерде кондициялоо системаларынын ишке кириши жана токтотулушу жана жабдуулардын кластерлеринин жылуулуктун таралышы сыяктуу факторлор айлана-чөйрөнүн температурасынын өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн. Эгерде заводдун полунун, жабдуулардын базаларынын жана башка инфраструктуранын термикалык кеңейүү коэффициенти өтө жогору болсо, температуранын узак мөөнөттүү өзгөрүүсү полдун жаракаланышына жана жабдуулардын пайдубалынын жылышына алып келет, ошону менен фотолитографиялык машиналар жана оюу машиналары сыяктуу так жабдуулардын тактыгына таасирин тийгизет. |
Гранит негиздерин жабдуулардын таянычы катары колдонуу жана аларды жылуулук кеңейүү коэффициенттери төмөн болгон заводдук курулуш материалдары менен айкалыштыруу менен туруктуу өндүрүш чөйрөсүн түзүүгө, экологиялык жылуулук деформациясынын натыйжасында жабдууларды калибрлөөнүн жыштыгын жана техникалык тейлөөгө чыгымдарды кыскартууга жана жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү линиясынын узак мөөнөттүү туруктуу иштешин камсыз кылууга болот. |
Термикалык кеңейүү коэффициенти материалды тандоодон, процессти башкаруудан баштап таңгактоого жана сыноого чейин жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүнүн бүткүл өмүр циклин камтыйт. Термикалык кеңейүүнүн таасирин ар бир звенодо катуу эске алуу керек. Гранит негиздери, алардын ультра төмөн жылуулук кеңейүү коэффициенти жана башка мыкты касиеттери менен жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү үчүн туруктуу физикалык негизди камсыз кылат жана чиптерди өндүрүү процесстерин жогорку тактыкка карай өнүктүрүү үчүн маанилүү кепилдик болуп калат.
Посттун убактысы: 20-май-2025