सेमीकंडक्टर उत्पादन क्षेत्रात, अचूकता ही उत्पादनाची गुणवत्ता आणि कामगिरीची जीवनरेखा आहे. उत्पादन अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी एक महत्त्वाचा दुवा म्हणून सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणे, त्याच्या मुख्य घटकांच्या स्थिरतेवर जवळजवळ कठोर आवश्यकता लादतात. त्यापैकी, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्म, त्याच्या उत्कृष्ट थर्मल स्थिरतेसह, सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणांमध्ये एक अपरिहार्य भूमिका बजावते. हा लेख प्रत्यक्ष चाचणी डेटाद्वारे सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणांमध्ये ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या थर्मल स्थिरता कामगिरीचे सखोल विश्लेषण करेल.
अर्धसंवाहक उत्पादनात मोजमाप उपकरणांच्या थर्मल स्थिरतेसाठी कठोर आवश्यकता
सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रिया अत्यंत गुंतागुंतीची आणि अचूक आहे आणि चिपवरील सर्किट लाईन्सची रुंदी नॅनोमीटरच्या पातळीवर पोहोचली आहे. अशा उच्च-परिशुद्धता उत्पादन प्रक्रियेत, तापमानात थोडासा बदल देखील उपकरणांच्या घटकांचे थर्मल विस्तार आणि आकुंचन होऊ शकतो, ज्यामुळे मापन त्रुटी उद्भवू शकतात. उदाहरणार्थ, फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियेत, जर मीटरिंग उपकरणांची मापन अचूकता 1 नॅनोमीटरने विचलित झाली, तर चिपवरील सर्किटमध्ये शॉर्ट सर्किट किंवा ओपन सर्किटसारख्या गंभीर समस्या उद्भवू शकतात, ज्यामुळे चिप स्क्रॅप होऊ शकते. उद्योग डेटा आकडेवारीनुसार, तापमानात प्रत्येक 1℃ चढउतारासाठी, पारंपारिक धातू सामग्री मीटरिंग उपकरण प्लॅटफॉर्ममध्ये अनेक नॅनोमीटरचे मितीय बदल होऊ शकतात. तथापि, सेमीकंडक्टर उत्पादनासाठी मापन अचूकता ±0.1 नॅनोमीटरच्या आत नियंत्रित करणे आवश्यक आहे, जे मीटरिंग उपकरणे अर्धसंवाहक उत्पादनाच्या मागण्या पूर्ण करू शकतात की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी थर्मल स्थिरता एक महत्त्वाचा घटक बनवते.
ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या थर्मल स्थिरतेचे सैद्धांतिक फायदे
ग्रॅनाइट, एक प्रकारचा नैसर्गिक दगड म्हणून, त्यात कॉम्पॅक्ट अंतर्गत खनिज स्फटिकीकरण, दाट आणि एकसमान रचना असते आणि त्यात थर्मल स्थिरतेचा नैसर्गिक फायदा असतो. थर्मल विस्ताराच्या गुणांकाच्या बाबतीत, ग्रॅनाइटचा थर्मल विस्ताराचा गुणांक अत्यंत कमी असतो, साधारणपणे 4.5 ते 6.5×10⁻⁶/K पर्यंत असतो. याउलट, अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंसारख्या सामान्य धातूंच्या थर्मल विस्ताराचा गुणांक 23.8×10⁻⁶/K इतका जास्त असतो, जो ग्रॅनाइटच्या अनेक पट असतो. याचा अर्थ असा की समान तापमान भिन्नतेच्या परिस्थितीत, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मचा मितीय बदल धातू प्लॅटफॉर्मपेक्षा खूपच लहान असतो, जो सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणांसाठी अधिक स्थिर मापन संदर्भ प्रदान करू शकतो.
याव्यतिरिक्त, ग्रॅनाइटची क्रिस्टल रचना त्याला उष्णता वाहकाची उत्कृष्ट एकरूपता प्रदान करते. जेव्हा उपकरणांचे ऑपरेशन उष्णता निर्माण करते किंवा सभोवतालचे तापमान बदलते, तेव्हा ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्म जलद आणि समान रीतीने उष्णता दूर करू शकतो, स्थानिक अति तापणे किंवा अति थंड होण्याचे प्रकार टाळतो, ज्यामुळे प्लॅटफॉर्मची एकूण तापमान सुसंगतता प्रभावीपणे राखली जाते आणि मापन अचूकतेची स्थिरता सुनिश्चित होते.
थर्मल स्थिरता मोजण्याची प्रक्रिया आणि पद्धत
सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणांमध्ये ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या थर्मल स्थिरतेचे अचूक मूल्यांकन करण्यासाठी, आम्ही एक कठोर मापन योजना तयार केली आहे. एक उच्च-परिशुद्धता अर्धसंवाहक वेफर मापन यंत्र निवडा, जे सुपर-परिशुद्धता प्रक्रिया केलेल्या ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मने सुसज्ज आहे. प्रायोगिक वातावरणात, सेमीकंडक्टर उत्पादन कार्यशाळेतील सामान्य तापमान भिन्नता श्रेणीचे अनुकरण केले गेले, म्हणजेच हळूहळू 20℃ ते 35℃ पर्यंत गरम केले गेले आणि नंतर 20℃ पर्यंत थंड केले गेले. संपूर्ण प्रक्रिया 8 तास चालली.
मोजमाप यंत्राच्या ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मवर, उच्च-परिशुद्धता मानक सिलिकॉन वेफर्स ठेवलेले आहेत आणि नॅनोस्केल अचूकतेसह विस्थापन सेन्सरचा वापर सिलिकॉन वेफर्स आणि प्लॅटफॉर्ममधील सापेक्ष स्थितीतील बदलांचे वास्तविक वेळेत निरीक्षण करण्यासाठी केला जातो. दरम्यान, प्लॅटफॉर्मच्या पृष्ठभागावरील तापमान वितरणाचे निरीक्षण करण्यासाठी प्लॅटफॉर्मवर वेगवेगळ्या स्थानांवर अनेक उच्च-परिशुद्धता तापमान सेन्सरची व्यवस्था केली आहे. प्रयोगादरम्यान, डेटाची पूर्णता आणि अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी दर १५ मिनिटांनी विस्थापन डेटा आणि तापमान डेटा रेकॉर्ड केला गेला.
मोजलेला डेटा आणि निकाल विश्लेषण
तापमानातील बदल आणि प्लॅटफॉर्मच्या आकारातील बदलांमधील संबंध
प्रायोगिक डेटा दर्शवितो की जेव्हा तापमान २० डिग्री सेल्सियस ते ३५ डिग्री सेल्सियस पर्यंत वाढते तेव्हा ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या रेषीय आकारात होणारा बदल अत्यंत कमी असतो. गणना केल्यानंतर, संपूर्ण हीटिंग प्रक्रियेदरम्यान, प्लॅटफॉर्मचा जास्तीत जास्त रेषीय विस्तार फक्त ०.३ नॅनोमीटर असतो, जो सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेत मापन अचूकतेसाठी त्रुटी सहनशीलता श्रेणीपेक्षा खूपच कमी आहे. थंड होण्याच्या टप्प्यात, प्लॅटफॉर्मचा आकार जवळजवळ पूर्णपणे प्रारंभिक स्थितीत परत येऊ शकतो आणि आकार बदलाच्या अंतराच्या घटनेकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. लक्षणीय तापमान चढउतारांमध्ये देखील अत्यंत कमी मितीय बदल राखण्याचे हे वैशिष्ट्य ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या उत्कृष्ट थर्मल स्थिरतेचे पूर्णपणे प्रमाणन करते.
प्लॅटफॉर्म पृष्ठभागावरील तापमान एकरूपतेचे विश्लेषण
तापमान सेन्सरने गोळा केलेल्या डेटावरून असे दिसून येते की उपकरणांच्या ऑपरेशन दरम्यान आणि तापमान बदलाच्या प्रक्रियेदरम्यान, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या पृष्ठभागावरील तापमान वितरण अत्यंत एकसमान असते. तापमान सर्वात तीव्रतेने बदलते त्या टप्प्यातही, प्लॅटफॉर्मच्या पृष्ठभागावरील प्रत्येक मापन बिंदूमधील तापमान फरक नेहमीच ±0.1℃ च्या आत नियंत्रित केला जातो. एकसमान तापमान वितरण असमान थर्मल ताणामुळे होणारे प्लॅटफॉर्म विकृतीकरण प्रभावीपणे टाळते, मापन संदर्भ पृष्ठभागाची सपाटता आणि स्थिरता सुनिश्चित करते आणि सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी उपकरणांसाठी एक विश्वसनीय मापन वातावरण प्रदान करते.
पारंपारिक मटेरियल प्लॅटफॉर्मच्या तुलनेत
ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या मोजलेल्या डेटाची तुलना अॅल्युमिनियम मिश्र धातु प्लॅटफॉर्म वापरणाऱ्या त्याच प्रकारच्या सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरणांशी करण्यात आली आणि त्यातील फरक लक्षणीय होते. त्याच तापमान बदलाच्या परिस्थितीत, अॅल्युमिनियम मिश्र धातु प्लॅटफॉर्मचा रेषीय विस्तार 2.5 नॅनोमीटर इतका जास्त असतो, जो ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या आठ पट जास्त असतो. दरम्यान, अॅल्युमिनियम मिश्र धातु प्लॅटफॉर्मच्या पृष्ठभागावरील तापमान वितरण असमान आहे, कमाल तापमान फरक 0.8℃ पर्यंत पोहोचतो, परिणामी प्लॅटफॉर्मचे स्पष्ट विकृतीकरण होते आणि मापन अचूकतेवर गंभीर परिणाम होतो.
सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी उपकरणांच्या अचूक जगात, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्म, त्यांच्या उत्कृष्ट थर्मल स्थिरतेसह, मापन अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी मुख्य आधार बनले आहेत. मोजलेले डेटा तापमान बदलांना प्रतिसाद देण्यात ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मच्या उत्कृष्ट कामगिरीचे जोरदारपणे सिद्ध करते, सेमीकंडक्टर उत्पादन उद्योगासाठी विश्वसनीय तांत्रिक समर्थन प्रदान करते. सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रिया उच्च अचूकतेकडे प्रगती करत असताना, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मचा थर्मल स्थिरता फायदा अधिकाधिक प्रमुख होत जाईल, जो उद्योगात तांत्रिक नवोपक्रम आणि विकासाला सतत चालना देईल.
पोस्ट वेळ: मे-१३-२०२५