ang
Sa larangan ng pagmamanupaktura ng semiconductor, na humahabol sa sukdulang katumpakan, ang koepisyent ng thermal expansion ay isa sa mga pangunahing parameter na nakakaapekto sa kalidad ng produkto at katatagan ng produksyon. Sa buong proseso mula sa photolithography, pag-ukit hanggang sa packaging, ang mga pagkakaiba sa mga thermal expansion coefficient ng mga materyales ay maaaring makagambala sa katumpakan ng pagmamanupaktura sa iba't ibang paraan. Gayunpaman, ang granite base, kasama ang ultra-low thermal expansion coefficient nito, ay naging susi sa paglutas ng problemang ito. ang
Proseso ng Lithography: Ang thermal deformation ay nagdudulot ng pattern deviation
Ang photolithography ay isang pangunahing hakbang sa paggawa ng semiconductor. Sa pamamagitan ng isang photolithography machine, ang mga pattern ng circuit sa mask ay inililipat sa ibabaw ng wafer na pinahiran ng photoresist. Sa prosesong ito, ang thermal management sa loob ng photolithography machine at ang katatagan ng worktable ay napakahalaga. Kunin ang tradisyonal na mga materyales na metal bilang isang halimbawa. Ang kanilang coefficient ng thermal expansion ay humigit-kumulang 12×10⁻⁶/℃. Sa panahon ng operasyon ng photolithography machine, ang init na nabuo ng laser light source, optical lenses at mekanikal na bahagi ay magiging sanhi ng pagtaas ng temperatura ng kagamitan ng 5-10 ℃. Kung ang worktable ng lithography machine ay gumagamit ng metal base, ang 1-meter-long base ay maaaring magdulot ng expansion deformation na 60-120 μm, na hahantong sa pagbabago sa relatibong posisyon sa pagitan ng mask at ng wafer. ang
Sa mga advanced na proseso ng pagmamanupaktura (tulad ng 3nm at 2nm), ang transistor spacing ay ilang nanometer lamang. Ang gayong maliit na thermal deformation ay sapat na upang maging sanhi ng hindi pagkakatugma ng pattern ng photolithography, na humahantong sa mga abnormal na koneksyon ng transistor, mga short circuit o open circuit, at iba pang mga isyu, na direktang nagreresulta sa pagkabigo ng mga pag-andar ng chip. Ang thermal expansion coefficient ng granite base ay kasing baba ng 0.01μm/°C (ibig sabihin, (1-2) ×10⁻⁶/℃), at ang deformation sa ilalim ng parehong pagbabago ng temperatura ay 1/10-1/5 lamang ng metal. Maaari itong magbigay ng isang matatag na platform na nagdadala ng pagkarga para sa makina ng photolithography, na tinitiyak ang tumpak na paglipat ng pattern ng photolithography at makabuluhang pagpapabuti ng ani ng paggawa ng chip. ang
Pag-ukit at pag-deposition: Makakaapekto sa dimensional na katumpakan ng istraktura
Ang pag-ukit at pag-deposition ay ang mga pangunahing proseso para sa pagbuo ng mga three-dimensional na istruktura ng circuit sa ibabaw ng wafer. Sa panahon ng proseso ng pag-ukit, ang reaktibong gas ay sumasailalim sa isang kemikal na reaksyon sa ibabaw na materyal ng wafer. Samantala, ang mga bahagi tulad ng RF power supply at kontrol ng daloy ng gas sa loob ng kagamitan ay bumubuo ng init, na nagiging sanhi ng pagtaas ng temperatura ng wafer at ang mga bahagi ng kagamitan. Kung ang koepisyent ng thermal expansion ng wafer carrier o equipment base ay hindi tumugma sa wafer (ang koepisyent ng thermal expansion ng silicon material ay humigit-kumulang 2.6×10⁻⁶/℃), ang thermal stress ay bubuo kapag nagbago ang temperatura, na maaaring magdulot ng maliliit na bitak o warping sa ibabaw ng wafer. ang
Ang ganitong uri ng pagpapapangit ay makakaapekto sa lalim ng pag-ukit at sa verticality ng dingding sa gilid, na nagiging sanhi ng mga sukat ng mga nakaukit na mga uka, sa pamamagitan ng mga butas at iba pang mga istraktura na lumihis mula sa mga kinakailangan sa disenyo. Katulad nito, sa proseso ng thin film deposition, ang pagkakaiba sa thermal expansion ay maaaring magdulot ng panloob na stress sa idinepositong thin film, na humahantong sa mga problema tulad ng pag-crack at pagbabalat ng pelikula, na nakakaapekto sa pagganap ng kuryente at pangmatagalang pagiging maaasahan ng chip. Ang paggamit ng mga granite base na may thermal expansion coefficient na katulad ng sa mga silikon na materyales ay maaaring epektibong mabawasan ang thermal stress at matiyak ang katatagan at katumpakan ng mga proseso ng pag-ukit at pag-deposition. ang
Yugto ng packaging: Ang hindi pagkakatugma ng thermal ay nagdudulot ng mga isyu sa pagiging maaasahan
Sa yugto ng pag-iimpake ng semiconductor, ang pagkakatugma ng mga koepisyent ng pagpapalawak ng thermal sa pagitan ng chip at ng materyal na pang-packaging (tulad ng epoxy resin, ceramics, atbp.) ay napakahalaga. Ang thermal expansion coefficient ng silikon, ang pangunahing materyal ng mga chips, ay medyo mababa, habang ang karamihan sa mga materyales sa packaging ay medyo mataas. Kapag ang temperatura ng chip ay nagbago habang ginagamit, ang thermal stress ay magaganap sa pagitan ng chip at ang packaging material dahil sa hindi pagkakatugma ng thermal expansion coefficients. ang
Ang thermal stress na ito, sa ilalim ng epekto ng paulit-ulit na pag-ikot ng temperatura (tulad ng pag-init at paglamig sa panahon ng pagpapatakbo ng chip), ay maaaring humantong sa pagkapagod na pag-crack ng solder joints sa pagitan ng chip at ng packaging substrate, o maging sanhi ng pagkahulog ng mga bonding wire sa ibabaw ng chip, na magreresulta sa pagkabigo ng electrical connection ng chip. Sa pamamagitan ng pagpili ng mga materyales sa substrate ng packaging na may thermal expansion coefficient na malapit sa mga materyales ng silikon at paggamit ng mga granite test platform na may mahusay na thermal stability para sa pagtuklas ng katumpakan sa panahon ng proseso ng packaging, ang problema ng thermal mismatch ay maaaring epektibong mabawasan, ang pagiging maaasahan ng packaging ay maaaring mapabuti, at ang buhay ng serbisyo ng chip ay maaaring pahabain. ang
Kontrol sa kapaligiran ng produksyon: Ang pinag-ugnay na katatagan ng mga kagamitan at mga gusali ng pabrika
Bilang karagdagan sa direktang nakakaapekto sa proseso ng pagmamanupaktura, ang koepisyent ng thermal expansion ay nauugnay din sa pangkalahatang kontrol sa kapaligiran ng mga pabrika ng semiconductor. Sa malalaking workshop sa paggawa ng semiconductor, ang mga salik tulad ng pagsisimula at paghinto ng mga air conditioning system at ang pag-alis ng init ng mga cluster ng kagamitan ay maaaring magdulot ng mga pagbabago sa temperatura ng kapaligiran. Kung ang koepisyent ng thermal expansion ng factory floor, equipment base at iba pang imprastraktura ay masyadong mataas, ang mga pangmatagalang pagbabago sa temperatura ay magiging sanhi ng pag-crack ng sahig at pagbabago ng equipment foundation, at sa gayon ay makakaapekto sa katumpakan ng precision equipment tulad ng photolithography machine at etching machine. ang
Sa pamamagitan ng paggamit ng mga base ng granite bilang mga suporta sa kagamitan at pagsasama-sama ng mga ito sa mga materyales sa pagtatayo ng pabrika na may mababang mga koepisyent ng pagpapalawak ng thermal, maaaring lumikha ng isang matatag na kapaligiran sa produksyon, na binabawasan ang dalas ng pagkakalibrate ng kagamitan at mga gastos sa pagpapanatili na dulot ng environmental thermal deformation, at tinitiyak ang pangmatagalang matatag na operasyon ng linya ng produksyon ng semiconductor. ang
Ang koepisyent ng thermal expansion ay tumatakbo sa buong ikot ng buhay ng paggawa ng semiconductor, mula sa pagpili ng materyal, kontrol sa proseso hanggang sa packaging at pagsubok. Ang epekto ng thermal expansion ay kailangang mahigpit na isaalang-alang sa bawat link. Ang mga base ng granite, na may napakababang koepisyent ng thermal expansion at iba pang mahuhusay na katangian, ay nagbibigay ng matatag na pisikal na pundasyon para sa pagmamanupaktura ng semiconductor at nagiging mahalagang garantiya para sa pagtataguyod ng pagbuo ng mga proseso ng pagmamanupaktura ng chip tungo sa mas mataas na katumpakan.
Oras ng post: Mayo-20-2025