En la kampo de duonkonduktaĵa fabrikado, precizeco estas la vivŝnuro de produkta kvalito kaj rendimento. Duonkonduktaĵaj mezuriloj, kiel ŝlosila ligo por certigi produktadan precizecon, trudas preskaŭ striktajn postulojn pri la stabileco de siaj kernaj komponantoj. Inter ili, la granita platformo, kun sia elstara termika stabileco, ludas nemalhaveblan rolon en duonkonduktaĵaj mezuriloj. Ĉi tiu artikolo faros profundan analizon de la termika stabileca rendimento de granitaj platformoj en duonkonduktaĵaj mezuriloj per faktaj testaj datumoj.
La striktaj postuloj por la termika stabileco de mezuraparatoj en semikonduktaĵa fabrikado
La procezo de fabrikado de duonkonduktaĵoj estas ekstreme kompleksa kaj preciza, kaj la larĝo de la cirkvitlinioj sur la ĉipo atingis la nanometran nivelon. En tia alt-preciza fabrikada procezo, eĉ la plej eta temperaturŝanĝo povas kaŭzi termikan ekspansion kaj kuntiriĝon de ekipaĵaj komponantoj, tiel ekigante mezurerarojn. Ekzemple, en la fotolitografia procezo, se la mezurprecizeco de la mezurilo devias je 1 nanometro, ĝi povas kaŭzi gravajn problemojn kiel kurtaj cirkvitoj aŭ malfermaj cirkvitoj en la cirkvitoj sur la ĉipo, kondukante al la forĵeto de la ĉipo. Laŭ industriaj datumstatistikoj, por ĉiu 1℃-fluktuo de temperaturo, la tradicia platformo de mezurilo el metalaj materialoj povas sperti dimensiajn ŝanĝojn de pluraj nanometroj. Tamen, duonkonduktaĵa fabrikado postulas, ke mezurprecizeco estu kontrolita ene de ±0.1 nanometroj, kio faras termikan stabilecon ŝlosila faktoro por determini ĉu la mezurilo povas plenumi la postulojn de duonkonduktaĵa fabrikado.
Teoriaj avantaĝoj de la termika stabileco de granitaj platformoj
Granito, kiel speco de natura ŝtono, havas kompaktan internan mineralan kristaliĝon, densan kaj unuforman strukturon, kaj posedas la naturan avantaĝon de termika stabileco. Rilate al la koeficiento de termika ekspansio, la koeficiento de termika ekspansio de granito estas ekstreme malalta, ĝenerale variante de 4,5 ĝis 6,5 × 10⁻⁶/K. Kontraste, la koeficiento de termika ekspansio de komunaj metalaj materialoj kiel aluminiaj alojoj estas tiel alta kiel 23,8 × 10⁻⁶/K, kio estas plurfoje pli alta ol tiu de granito. Tio signifas, ke sub la samaj temperaturvariaj kondiĉoj, la dimensia ŝanĝo de la granita platformo estas multe pli malgranda ol tiu de la metala platformo, kio povas provizi pli stabilan mezurreferencon por duonkonduktaĵaj mezuraj ekipaĵoj.
Krome, la kristala strukturo de granito donas al ĝi bonegan homogenecon de varmokonduktado. Kiam la funkciado de la ekipaĵo generas varmon aŭ la ĉirkaŭa temperaturo ŝanĝiĝas, la granita platformo povas rapide kaj egale forkonduki la varmon, evitante lokajn fenomenojn de trovarmiĝo aŭ tromalvarmiĝo, tiel efike konservante la ĝeneralan temperaturkonsistencon de la platformo kaj plue certigante la stabilecon de la mezurprecizeco.
La procezo kaj metodo de mezurado de termika stabileco
Por precize taksi la termikan stabilecon de la granita platformo en duonkonduktaĵaj mezuriloj, ni desegnis rigoran mezurskemon. Elektis altprecizan duonkonduktaĵan mezurilon, kiu estas ekipita per superpreciza prilaborita granita platformo. En la eksperimenta medio, la komuna temperaturvaria intervalo en la duonkonduktaĵa fabrikada metiejo estis simulita, tio estas, laŭgrada varmiĝo de 20℃ ĝis 35℃ kaj poste malvarmiĝo reen ĝis 20℃. La tuta procezo daŭris 8 horojn.
Sur la granita platformo de la mezurinstrumento, altprecizaj normaj siliciaj obletoj estas metitaj, kaj delokiĝsensiloj kun nanoskala precizeco estas uzataj por monitori la relativajn poziciajn ŝanĝojn inter la siliciaj obletoj kaj la platformo en reala tempo. Dume, pluraj altprecizaj temperatursensiloj estas aranĝitaj ĉe malsamaj pozicioj sur la platformo por monitori la temperaturdistribuon sur la platforma surfaco. Dum la eksperimento, la delokiĝdatumoj kaj temperaturdatumoj estis registritaj ĉiujn 15 minutojn por certigi la kompletecon kaj precizecon de la datumoj.
Mezuritaj datumoj kaj rezultanalizo
La rilato inter temperaturŝanĝoj kaj ŝanĝoj en platformograndeco
Eksperimentaj datumoj montras, ke kiam la temperaturo altiĝas de 20℃ al 35℃, la ŝanĝo en la linia grandeco de la granita platformo estas ekstreme malgranda. Post kalkulo, dum la tuta varmigprocezo, la maksimuma linia ekspansio de la platformo estas nur 0.3 nanometroj, kio estas multe pli malalta ol la erar-tolerema intervalo por mezurprecizeco en duonkonduktaĵaj fabrikadprocezoj. Dum la malvarmiga fazo, la grandeco de la platformo povas preskaŭ tute reveni al la komenca stato, kaj la malfruo-fenomeno de grandecŝanĝo povas esti ignorata. Ĉi tiu karakterizaĵo de konservado de ekstreme malaltaj dimensiaj ŝanĝoj eĉ sub signifaj temperaturfluktuoj plene validigas la elstaran termikan stabilecon de la granita platformo.
Analizo de temperatura homogeneco sur la platforma surfaco
La datumoj kolektitaj de la temperatursensilo montras, ke dum la funkciado de la ekipaĵo kaj la procezo de temperaturŝanĝo, la temperaturdistribuo sur la surfaco de la granita platformo estas ekstreme unuforma. Eĉ dum la stadio kiam la temperaturo ŝanĝiĝas plej intense, la temperaturdiferenco inter ĉiu mezurpunkto sur la platforma surfaco estas ĉiam kontrolata ene de ±0.1℃. Uniforma temperaturdistribuo efike evitas platforman deformadon kaŭzitan de malebena termika streĉo, certigante la platecon kaj stabilecon de la mezurreferenca surfaco, kaj provizante fidindan mezurmedion por duonkonduktaĵa metrologia ekipaĵo.
Kompare kun tradiciaj materialaj platformoj
La mezuritaj datumoj de la granita platformo estis komparitaj kun tiuj de la duonkonduktaĵa mezurila ekipaĵo de la sama tipo uzanta la aluminian alojan platformon, kaj la diferencoj estis signifaj. Sub la samaj temperaturŝanĝaj kondiĉoj, la lineara ekspansio de la aluminia aloja platformo estas tiel alta kiel 2.5 nanometroj, kio estas pli ol ok fojojn pli granda ol tiu de la granita platformo. Dume, la temperaturdistribuo sur la surfaco de la aluminia aloja platformo estas malegala, kun maksimuma temperaturdiferenco atinganta 0.8℃, rezultante en evidenta deformado de la platformo kaj grave influante la mezurprecizecon.
En la preciza mondo de duonkonduktaĵaj metrologiaj ekipaĵoj, granitaj platformoj, kun sia elstara termika stabileco, fariĝis la ĉefa subteno por certigi mezurprecizecon. La mezuritaj datumoj forte pruvas la elstaran rendimenton de la granita platformo en respondo al temperaturŝanĝoj, provizante fidindan teknikan subtenon por la duonkonduktaĵa fabrikada industrio. Ĉar duonkonduktaĵaj fabrikadaj procezoj progresas al pli alta precizeco, la avantaĝo de termika stabileco de granitaj platformoj fariĝos pli kaj pli elstara, kontinue pelante teknologian novigadon kaj disvolviĝon en la industrio.
Afiŝtempo: 13-a de majo 2025