सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगच्या क्षेत्रात, वेफर तपासणी उपकरणांची अचूकता थेट चिप्सची गुणवत्ता आणि उत्पन्न निश्चित करते. कोर डिटेक्शन घटकांना आधार देणारा पाया म्हणून, उपकरणाच्या बेस मटेरियलची मितीय स्थिरता उपकरणाच्या दीर्घकालीन ऑपरेशनल कामगिरीमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. वेफर तपासणी उपकरणांसाठी ग्रॅनाइट आणि कास्ट आयर्न हे दोन सामान्यतः वापरले जाणारे बेस मटेरियल आहेत. १० वर्षांच्या तुलनात्मक अभ्यासातून मितीय स्थिरतेच्या बाबतीत त्यांच्यातील महत्त्वपूर्ण फरक उघड झाला आहे, ज्यामुळे उपकरणे निवडीसाठी महत्त्वाचे संदर्भ मिळतात.
प्रायोगिक पार्श्वभूमी आणि डिझाइन
सेमीकंडक्टर वेफर्सच्या उत्पादन प्रक्रियेत शोध अचूकतेसाठी अत्यंत उच्च आवश्यकता असतात. अगदी मायक्रोमीटर-स्तरीय मितीय विचलनामुळे चिप कार्यक्षमतेत घट होऊ शकते किंवा अगदी स्क्रॅपिंग देखील होऊ शकते. दीर्घकालीन वापरादरम्यान ग्रॅनाइट आणि कास्ट आयर्नची मितीय स्थिरता एक्सप्लोर करण्यासाठी, संशोधन पथकाने असे प्रयोग डिझाइन केले जे वास्तविक कार्यरत वातावरणाचे अनुकरण करतात. समान स्पेसिफिकेशनचे ग्रॅनाइट आणि कास्ट आयर्न नमुने निवडले गेले आणि एका पर्यावरणीय चेंबरमध्ये ठेवण्यात आले जिथे तापमान 15℃ ते 35℃ पर्यंत चढ-उतार होते आणि आर्द्रता 30% ते 70% RH पर्यंत चढ-उतार होते. उपकरणांच्या ऑपरेशन दरम्यान यांत्रिक कंपन कंपन टेबलद्वारे सिम्युलेट केले गेले. उच्च-परिशुद्धता लेसर इंटरफेरोमीटर वापरून नमुन्यांचे प्रमुख परिमाण दर तिमाहीत मोजले गेले आणि डेटा 10 वर्षे सतत रेकॉर्ड केला गेला.
प्रायोगिक निकाल: ग्रॅनाइटचा परिपूर्ण फायदा
दहा वर्षांच्या प्रायोगिक डेटावरून असे दिसून येते की ग्रॅनाइट सब्सट्रेट आश्चर्यकारक स्थिरता प्रदर्शित करतो. त्याचा थर्मल विस्तार गुणांक अत्यंत कमी आहे, सरासरी फक्त 4.6×10⁻⁶/℃ आहे. तीव्र तापमान बदलांमध्ये, मितीय विचलन नेहमीच ±0.001 मिमीच्या आत नियंत्रित केले जाते. आर्द्रतेतील बदलांना तोंड देताना, ग्रॅनाइटची दाट रचना त्याला जवळजवळ अप्रभावित करते आणि कोणतेही मोजता येण्याजोगे मितीय बदल होत नाहीत. यांत्रिक कंपन वातावरणात, ग्रॅनाइटची उत्कृष्ट ओलसर वैशिष्ट्ये कंपन ऊर्जा प्रभावीपणे शोषून घेतात आणि मितीय चढउतार अत्यंत लहान असतात.
याउलट, कास्ट आयर्न सब्सट्रेटसाठी, त्याचा सरासरी थर्मल एक्सपेंशन गुणांक 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃ पर्यंत पोहोचतो आणि 10 वर्षांच्या आत तापमान बदलांमुळे होणारे कमाल मितीय विचलन ±0.05 मिमी असते. दमट वातावरणात, कास्ट आयर्न गंज आणि गंजण्याची शक्यता असते. काही नमुने स्थानिक विकृती दर्शवतात आणि मितीय विचलन आणखी वाढते. यांत्रिक कंपनाच्या कृती अंतर्गत, कास्ट आयर्नमध्ये कंपन डॅम्पिंगची कार्यक्षमता कमी असते आणि त्याचा आकार वारंवार चढ-उतार होतो, ज्यामुळे वेफर तपासणीच्या उच्च-परिशुद्धता आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण होते.
स्थिरतेतील फरकाचे आवश्यक कारण
ग्रॅनाइटची निर्मिती लाखो वर्षांपासून भूगर्भीय प्रक्रियेतून झाली आहे. त्याची अंतर्गत रचना दाट आणि एकसमान आहे आणि खनिज स्फटिक स्थिरपणे व्यवस्थित आहेत, ज्यामुळे निसर्गाने अंतर्गत ताण कमी होतो. यामुळे तापमान, आर्द्रता आणि कंपन यासारख्या बाह्य घटकांमधील बदलांना ते अत्यंत असंवेदनशील बनते. कास्ट आयर्न कास्टिंग प्रक्रियेद्वारे बनवले जाते आणि त्यात छिद्र आणि वाळूच्या छिद्रांसारखे सूक्ष्म दोष असतात. दरम्यान, कास्टिंग प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणारा अवशिष्ट ताण बाह्य वातावरणाच्या उत्तेजनाखाली मितीय बदल घडवून आणण्याची शक्यता असते. कास्ट आयर्नच्या धातूच्या गुणधर्मांमुळे आर्द्रतेमुळे ते गंजण्यास प्रवृत्त होते, संरचनात्मक नुकसान वाढवते आणि मितीय स्थिरता कमी होते.
वेफर तपासणी उपकरणांवर होणारा परिणाम
ग्रॅनाइट सब्सट्रेटवर आधारित वेफर तपासणी उपकरणे, त्यांच्या स्थिर मितीय कामगिरीसह, तपासणी प्रणाली दीर्घकाळ उच्च अचूकता राखते याची खात्री करू शकते, उपकरणांच्या अचूकतेच्या प्रवाहामुळे होणारे चुकीचे अनुमान आणि चुकलेले शोध कमी करते आणि उत्पादन उत्पन्नात लक्षणीय सुधारणा करते. दरम्यान, कमी देखभाल आवश्यकता उपकरणांच्या संपूर्ण जीवनचक्राचा खर्च कमी करतात. कास्ट आयर्न सब्सट्रेट्स वापरणाऱ्या उपकरणांना, खराब मितीय स्थिरतेमुळे, वारंवार कॅलिब्रेशन आणि देखभालीची आवश्यकता असते. यामुळे केवळ ऑपरेटिंग खर्च वाढतोच असे नाही तर अपुरी अचूकता असल्यामुळे सेमीकंडक्टर उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर देखील परिणाम होऊ शकतो, ज्यामुळे संभाव्य आर्थिक नुकसान होऊ शकते.
सेमीकंडक्टर उद्योगाच्या उच्च अचूकता आणि चांगल्या गुणवत्तेच्या प्रयत्नांच्या ट्रेंड अंतर्गत, वेफर तपासणी उपकरणांसाठी बेस मटेरियल म्हणून ग्रॅनाइट निवडणे हे निःसंशयपणे उपकरणांची कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी आणि उद्योगांची स्पर्धात्मकता वाढवण्यासाठी एक शहाणपणाचे पाऊल आहे.
पोस्ट वेळ: मे-१४-२०२५