Në fushën e prodhimit të gjysmëpërçuesve, preciziteti është çelësi i cilësisë dhe performancës së produktit. Pajisjet matëse gjysmëpërçuese, si një hallkë kyçe për të siguruar saktësinë e prodhimit, vendosin kërkesa pothuajse të rrepta për stabilitetin e komponentëve të tyre kryesorë. Midis tyre, platforma e granitit, me stabilitetin e saj të jashtëzakonshëm termik, luan një rol të domosdoshëm në pajisjet matëse gjysmëpërçuese. Ky artikull do të kryejë një analizë të thelluar të performancës së stabilitetit termik të platformave të granitit në pajisjet matëse gjysmëpërçuese përmes të dhënave aktuale të testimit.
Kërkesat e rrepta për stabilitetin termik të pajisjeve matëse në prodhimin e gjysmëpërçuesve
Procesi i prodhimit të gjysmëpërçuesve është jashtëzakonisht kompleks dhe i saktë, dhe gjerësia e linjave të qarkut në çip ka hyrë në nivelin e nanometrit. Në një proces prodhimi me precizion të lartë, edhe ndryshimi më i vogël i temperaturës mund të shkaktojë zgjerim dhe tkurrje termike të komponentëve të pajisjeve, duke shkaktuar kështu gabime në matje. Për shembull, në procesin e fotolitografisë, nëse saktësia e matjes së pajisjeve matëse devijon me 1 nanometër, kjo mund të shkaktojë probleme serioze si qarqe të shkurtra ose qarqe të hapura në qarqet në çip, duke çuar në skrapimin e çipit. Sipas statistikave të të dhënave të industrisë, për çdo luhatje të temperaturës prej 1℃, platforma tradicionale e pajisjeve matëse të materialeve metalike mund të pësojë ndryshime dimensionale prej disa nanometrash. Megjithatë, prodhimi i gjysmëpërçuesve kërkon që saktësia e matjes të kontrollohet brenda ±0.1 nanometrave, gjë që e bën stabilitetin termik një faktor kyç në përcaktimin nëse pajisjet matëse mund të përmbushin kërkesat e prodhimit të gjysmëpërçuesve.
Avantazhet teorike të stabilitetit termik të platformave të granitit
Graniti, si një lloj guri natyror, ka një kristalizim të brendshëm mineral kompakt, një strukturë të dendur dhe uniforme, dhe zotëron avantazhin natyror të stabilitetit termik. Sa i përket koeficientit të zgjerimit termik, koeficienti i zgjerimit termik të granitit është jashtëzakonisht i ulët, duke filluar përgjithësisht nga 4.5 në 6.5×10⁻⁶/K. Në të kundërt, koeficienti i zgjerimit termik të materialeve të zakonshme metalike si lidhjet e aluminit është deri në 23.8×10⁻⁶/K, që është disa herë më i lartë se ai i granitit. Kjo do të thotë që në të njëjtat kushte të ndryshimit të temperaturës, ndryshimi dimensional i platformës së granitit është shumë më i vogël se ai i platformës metalike, gjë që mund të ofrojë një referencë matjeje më të qëndrueshme për pajisjet matëse gjysmëpërçuese.
Përveç kësaj, struktura kristalore e granitit i jep asaj njëtrajtshmëri të shkëlqyer të përçueshmërisë së nxehtësisë. Kur funksionimi i pajisjeve gjeneron nxehtësi ose temperatura e ambientit ndryshon, platforma e granitit mund ta largojë shpejt dhe në mënyrë të barabartë nxehtësinë, duke shmangur fenomenet e mbinxehjes lokale ose të mbiftohjes, duke ruajtur kështu në mënyrë efektive qëndrueshmërinë e përgjithshme të temperaturës së platformës dhe duke siguruar më tej stabilitetin e saktësisë së matjes.
Procesi dhe metoda e matjes së stabilitetit termik
Për të vlerësuar me saktësi stabilitetin termik të platformës së granitit në pajisjet matëse gjysmëpërçuese, ne kemi hartuar një skemë matjeje rigoroze. Zgjidhet një instrument matës me precizion të lartë prej pllake gjysmëpërçuese, i cili është i pajisur me një platformë graniti të përpunuar me precizion super. Në mjedisin eksperimental, u simulua diapazoni i zakonshëm i ndryshimeve të temperaturës në punishten e prodhimit të gjysmëpërçuesve, domethënë, ngrohja graduale nga 20℃ në 35℃ dhe më pas ftohja përsëri në 20℃. I gjithë procesi zgjati 8 orë.
Në platformën prej graniti të instrumentit matës, vendosen pllaka silikoni standarde me precizion të lartë dhe përdoren sensorë zhvendosjeje me saktësi nanoshkalë për të monitoruar ndryshimet relative të pozicionit midis pllakave të silikonit dhe platformës në kohë reale. Ndërkohë, sensorë të shumtë të temperaturës me precizion të lartë janë vendosur në pozicione të ndryshme në platformë për të monitoruar shpërndarjen e temperaturës në sipërfaqen e platformës. Gjatë eksperimentit, të dhënat e zhvendosjes dhe të dhënat e temperaturës u regjistruan çdo 15 minuta për të siguruar plotësinë dhe saktësinë e të dhënave.
Të dhënat e matura dhe analiza e rezultateve
Marrëdhënia midis ndryshimeve të temperaturës dhe ndryshimeve të madhësisë së platformës
Të dhënat eksperimentale tregojnë se kur temperatura rritet nga 20℃ në 35℃, ndryshimi në madhësinë lineare të platformës së granitit është jashtëzakonisht i vogël. Pas llogaritjes, gjatë gjithë procesit të ngrohjes, zgjerimi maksimal linear i platformës është vetëm 0.3 nanometra, që është shumë më i ulët se diapazoni i tolerancës së gabimit për saktësinë e matjes në proceset e prodhimit të gjysmëpërçuesve. Gjatë fazës së ftohjes, madhësia e platformës mund të kthehet pothuajse plotësisht në gjendjen fillestare, dhe fenomeni i vonesës së ndryshimit të madhësisë mund të injorohet. Kjo karakteristikë e ruajtjes së ndryshimeve dimensionale jashtëzakonisht të ulëta edhe nën luhatje të konsiderueshme të temperaturës vërteton plotësisht stabilitetin e jashtëzakonshëm termik të platformës së granitit.
Analiza e uniformitetit të temperaturës në sipërfaqen e platformës
Të dhënat e mbledhura nga sensori i temperaturës tregojnë se gjatë funksionimit të pajisjeve dhe procesit të ndryshimit të temperaturës, shpërndarja e temperaturës në sipërfaqen e platformës së granitit është jashtëzakonisht uniforme. Edhe gjatë fazës kur temperatura ndryshon më intensivisht, ndryshimi i temperaturës midis secilës pikë matjeje në sipërfaqen e platformës kontrollohet gjithmonë brenda ±0.1℃. Shpërndarja uniforme e temperaturës shmang në mënyrë efektive deformimin e platformës të shkaktuar nga stresi termik i pabarabartë, duke siguruar sheshtësinë dhe stabilitetin e sipërfaqes referuese të matjes dhe duke ofruar një mjedis matjeje të besueshëm për pajisjet metrologjike gjysmëpërçuese.
Krahasuar me platformat tradicionale të materialeve
Të dhënat e matura të platformës së granitit u krahasuan me ato të pajisjeve matëse gjysmëpërçuese të të njëjtit lloj duke përdorur platformën e aliazhit të aluminit, dhe ndryshimet ishin të konsiderueshme. Nën të njëjtat kushte ndryshimi të temperaturës, zgjerimi linear i platformës së aliazhit të aluminit është deri në 2.5 nanometra, që është më shumë se tetë herë më i lartë se ai i platformës së granitit. Ndërkohë, shpërndarja e temperaturës në sipërfaqen e platformës së aliazhit të aluminit është e pabarabartë, me ndryshimin maksimal të temperaturës që arrin 0.8℃, duke rezultuar në deformim të dukshëm të platformës dhe duke ndikuar seriozisht në saktësinë e matjes.
Në botën e saktë të pajisjeve metrologjike gjysmëpërçuese, platformat e granitit, me stabilitetin e tyre të jashtëzakonshëm termik, janë bërë shtylla kryesore në sigurimin e saktësisë së matjes. Të dhënat e matura vërtetojnë fuqimisht performancën e jashtëzakonshme të platformës së granitit në reagimin ndaj ndryshimeve të temperaturës, duke ofruar mbështetje teknike të besueshme për industrinë e prodhimit të gjysmëpërçuesve. Ndërsa proceset e prodhimit të gjysmëpërçuesve përparojnë drejt saktësisë më të lartë, avantazhi i stabilitetit termik të platformave të granitit do të bëhet gjithnjë e më i spikatur, duke nxitur vazhdimisht inovacionin teknologjik dhe zhvillimin në industri.
Koha e postimit: 13 maj 2025