En la kampo de duonkonduktaĵa fabrikado, kiu celas finfinan precizecon, la koeficiento de termika ekspansio estas unu el la kernaj parametroj, kiuj influas la produktokvaliton kaj produktadstabilecon. Dum la tuta procezo, de fotolitografio, gravurado ĝis pakado, la diferencoj en la termikaj ekspansiokoeficientoj de materialoj povas influi la fabrikadprecizecon laŭ diversaj manieroj. Tamen, la granita bazo, kun sia ekstreme malalta termika ekspansiokoeficiento, fariĝis la ŝlosilo por solvi ĉi tiun problemon.
Litografia procezo: Termika deformado kaŭzas devion de la padrono
Fotolitografio estas kerna paŝo en la fabrikado de duonkonduktaĵoj. Per fotolitografia maŝino, la cirkvitaj padronoj sur la masko estas transdonitaj al la surfaco de la silo kovrita per fotorezisto. Dum ĉi tiu procezo, la termika administrado ene de la fotolitografia maŝino kaj la stabileco de la labortablo estas de esenca graveco. Prenu tradiciajn metalajn materialojn kiel ekzemplon. Ilia koeficiento de termika ekspansio estas proksimume 12×10⁻⁶/℃. Dum la funkciado de la fotolitografia maŝino, la varmo generita de la lasera lumfonto, optikaj lensoj kaj mekanikaj komponantoj kaŭzos altiĝon de la ekipaĵo je 5-10 ℃. Se la labortablo de la litografia maŝino uzas metalan bazon, 1-metron longa bazo povas kaŭzi ekspansian deformadon de 60-120 μm, kio kondukos al ŝovo en la relativa pozicio inter la masko kaj la silo.
En progresintaj fabrikadaj procezoj (kiel ekzemple 3nm kaj 2nm), la transistora interspaco estas nur kelkaj nanometroj. Tia eta termika deformado sufiĉas por kaŭzi misaliniigon de la fotolitografia padrono, kondukante al nenormalaj transistoraj konektoj, kurtaj cirkvitoj aŭ malfermaj cirkvitoj, kaj aliaj problemoj, rekte rezultante en la paneo de la ico-funkcioj. La termika ekspansia koeficiento de la granita bazo estas tiel malalta kiel 0.01μm/°C (t.e., (1-2) ×10⁻⁶/℃), kaj la deformado sub la sama temperaturŝanĝo estas nur 1/10-1/5 de tiu de la metalo. Ĝi povas provizi stabilan ŝarĝoportantan platformon por la fotolitografia maŝino, certigante la precizan translokigon de la fotolitografia padrono kaj signife plibonigante la rendimenton de ico-fabrikado.
Gratado kaj deponado: Influas la dimensian precizecon de la strukturo
Gravado kaj deponado estas la ŝlosilaj procezoj por konstrui tridimensiajn cirkvitajn strukturojn sur la surfaco de la silo. Dum la gratprocezo, la reaktiva gaso spertas kemian reakcion kun la surfaca materialo de la silo. Dume, komponantoj kiel la RF-elektroprovizo kaj la gasfluokontrolo ene de la ekipaĵo generas varmon, kaŭzante altiĝon de la temperaturo de la silo kaj la ekipaĵaj komponantoj. Se la koeficiento de termika ekspansio de la siloportilo aŭ ekipaĵbazo ne kongruas kun tiu de la silo (la koeficiento de termika ekspansio de silicia materialo estas proksimume 2,6×10⁻⁶/℃), termika streĉo estos generita kiam la temperaturo ŝanĝiĝas, kio povas kaŭzi malgrandajn fendetojn aŭ varpigojn sur la surfaco de la silo.
Ĉi tiu speco de deformado influos la gravuran profundon kaj la vertikalecon de la flanka muro, kaŭzante ke la dimensioj de la gravuritaj kaneloj, tratruoj kaj aliaj strukturoj devios de la dezajnaj postuloj. Simile, en la maldika filmdepona procezo, la diferenco en termika ekspansio povas kaŭzi internan streĉon en la deponita maldika filmo, kondukante al problemoj kiel fendado kaj senŝeligado de la filmo, kio influas la elektran rendimenton kaj longdaŭran fidindecon de la ĉipo. La uzo de granitaj bazoj kun termika ekspansia koeficiento simila al tiu de siliciaj materialoj povas efike redukti termikan streĉon kaj certigi la stabilecon kaj precizecon de la gravuraj kaj deponaj procezoj.
Pakada stadio: Termika misagordo kaŭzas fidindecajn problemojn
En la stadio de duonkonduktaĵa enpakado, la kongruo de la termikaj ekspansiaj koeficientoj inter la ĉipo kaj la enpaka materialo (kiel ekzemple epoksirezino, ceramiko, ktp.) estas de esenca graveco. La termika ekspansia koeficiento de silicio, la kerna materialo de ĉipoj, estas relative malalta, dum tiu de plej multaj enpakaj materialoj estas relative alta. Kiam la temperaturo de la ĉipo ŝanĝiĝas dum uzo, termika streĉo okazos inter la ĉipo kaj la enpaka materialo pro la misagordo de termikaj ekspansiaj koeficientoj.
Ĉi tiu termika streĉo, sub la efiko de ripetaj temperaturcikloj (kiel ekzemple la varmiĝo kaj malvarmiĝo dum la funkciado de la ĉipo), povas konduki al laciĝfendado de la lutaĵjuntoj inter la ĉipo kaj la pakaĵsubstrato, aŭ kaŭzi la defalon de la ligdratoj sur la ĉipa surfaco, finfine rezultante en la paneo de la elektra konekto de la ĉipo. Elektante pakaĵsubstratajn materialojn kun termika ekspansia koeficiento proksima al tiu de siliciaj materialoj kaj uzante granitajn testplatformojn kun bonega termika stabileco por preciza detekto dum la pakaĵprocezo, la problemo de termika misagordo povas esti efike reduktita, la fidindeco de la pakaĵo povas esti plibonigita, kaj la servodaŭro de la ĉipo povas esti plilongigita.
Kontrolo de produktada medio: La kunordigita stabileco de ekipaĵo kaj fabrikkonstruaĵoj
Krom rekta influo sur la fabrikada procezo, la koeficiento de termika ekspansio ankaŭ rilatas al la ĝenerala media kontrolo de duonkonduktaĵaj fabrikoj. En grandaj duonkonduktaĵaj produktadlaborejoj, faktoroj kiel la ekfunkciigo kaj haltigo de klimatiziloj kaj la varmodisradiado de ekipaĵaj aretoj povas kaŭzi fluktuojn en la media temperaturo. Se la koeficiento de termika ekspansio de la fabrikplanko, ekipaĵaj bazoj kaj alia infrastrukturo estas tro alta, longdaŭraj temperaturŝanĝiĝoj kaŭzos fendiĝon de la planko kaj ŝoviĝon de la ekipaĵa fundamento, tiel influante la precizecon de preciza ekipaĵo kiel fotolitografiaj maŝinoj kaj gravuraj maŝinoj.
Per uzado de granitaj bazoj kiel ekipaĵsubteniloj kaj kombinado de ili kun fabrikkonstruaj materialoj kun malaltaj termikaj ekspansiaj koeficientoj, oni povas krei stabilan produktadmedion, reduktante la oftecon de ekipaĵa alĝustigo kaj bontenadkostojn kaŭzitajn de media termika deformado, kaj certigante la longdaŭran stabilan funkciadon de la duonkonduktaĵa produktadlinio.
La koeficiento de termika ekspansio trairas la tutan vivciklon de duonkonduktaĵa fabrikado, de la materiala elekto, procezkontrolo ĝis pakado kaj testado. La efiko de termika ekspansio devas esti strikte konsiderata en ĉiu ligo. Granitaj bazoj, kun sia ekstreme malalta koeficiento de termika ekspansio kaj aliaj bonegaj ecoj, provizas stabilan fizikan fundamenton por duonkonduktaĵa fabrikado kaj fariĝas grava garantio por antaŭenigi la disvolviĝon de ĉip-fabrikadaj procezoj direkte al pli alta precizeco.
Afiŝtempo: 20-a de majo 2025