Dalam bidang pembuatan semikonduktor, ketepatan merupakan teras kualiti dan prestasi produk. Peralatan pemeteran semikonduktor, sebagai penghubung utama untuk memastikan ketepatan pengeluaran, mengenakan keperluan yang hampir ketat terhadap kestabilan komponen terasnya. Antaranya, platform granit, dengan kestabilan terma yang luar biasa, memainkan peranan yang sangat penting dalam peralatan pemeteran semikonduktor. Artikel ini akan menjalankan analisis mendalam tentang prestasi kestabilan terma platform granit dalam peralatan pemeteran semikonduktor melalui data ujian sebenar.
Keperluan ketat untuk kestabilan terma peralatan pengukur dalam pembuatan semikonduktor
Proses pembuatan semikonduktor sangat kompleks dan tepat, dan lebar talian litar pada cip telah memasuki tahap nanometer. Dalam proses pembuatan berketepatan tinggi sedemikian, perubahan suhu yang sedikit pun boleh menyebabkan pengembangan dan pengecutan haba komponen peralatan, sekali gus mencetuskan ralat pengukuran. Contohnya, dalam proses fotolitografi, jika ketepatan pengukuran peralatan pemeteran menyimpang sebanyak 1 nanometer, ia boleh menyebabkan masalah serius seperti litar pintas atau litar terbuka dalam litar pada cip, yang membawa kepada pengikisan cip. Menurut statistik data industri, bagi setiap turun naik suhu 1℃, platform peralatan pemeteran bahan logam tradisional mungkin mengalami perubahan dimensi beberapa nanometer. Walau bagaimanapun, pembuatan semikonduktor memerlukan ketepatan pengukuran dikawal dalam lingkungan ±0.1 nanometer, yang menjadikan kestabilan haba sebagai faktor utama dalam menentukan sama ada peralatan pemeteran dapat memenuhi permintaan pembuatan semikonduktor.
Kelebihan teori kestabilan terma platform granit
Granit, sebagai sejenis batu semula jadi, mempunyai penghabluran mineral dalaman yang padat, struktur yang padat dan seragam, dan mempunyai kelebihan semula jadi iaitu kestabilan terma. Dari segi pekali pengembangan terma, pekali pengembangan terma granit adalah sangat rendah, secara amnya antara 4.5 hingga 6.5×10⁻⁶/K. Sebaliknya, pekali pengembangan terma bahan logam biasa seperti aloi aluminium adalah setinggi 23.8×10⁻⁶/K, iaitu beberapa kali ganda daripada granit. Ini bermakna bahawa di bawah keadaan variasi suhu yang sama, perubahan dimensi platform granit adalah jauh lebih kecil daripada platform logam, yang boleh memberikan rujukan pengukuran yang lebih stabil untuk peralatan pemeteran semikonduktor.
Di samping itu, struktur kristal granit memberikannya keseragaman pengaliran haba yang sangat baik. Apabila operasi peralatan menghasilkan haba atau suhu ambien berubah, platform granit boleh mengalirkan haba dengan cepat dan sekata, mengelakkan fenomena pemanasan melampau atau penyejukan berlebihan setempat, sekali gus mengekalkan konsistensi suhu keseluruhan platform dengan berkesan dan seterusnya memastikan kestabilan ketepatan pengukuran.
Proses dan kaedah pengukuran kestabilan terma
Untuk menilai kestabilan terma platform granit dalam peralatan pemeteran semikonduktor dengan tepat, kami telah mereka bentuk skim pengukuran yang teliti. Pilih instrumen pengukur wafer semikonduktor berketepatan tinggi, yang dilengkapi dengan platform granit yang diproses dengan ketepatan super. Dalam persekitaran eksperimen, julat variasi suhu biasa dalam bengkel pembuatan semikonduktor telah disimulasikan, iaitu pemanasan secara beransur-ansur dari 20℃ hingga 35℃ dan kemudian penyejukan kembali kepada 20℃. Keseluruhan proses berlangsung selama 8 jam.
Pada platform granit alat pengukur, wafer silikon piawai berketepatan tinggi diletakkan, dan sensor anjakan dengan ketepatan nano digunakan untuk memantau perubahan kedudukan relatif antara wafer silikon dan platform dalam masa nyata. Sementara itu, pelbagai sensor suhu berketepatan tinggi disusun pada kedudukan berbeza pada platform untuk memantau taburan suhu pada permukaan platform. Semasa eksperimen, data anjakan dan data suhu direkodkan setiap 15 minit untuk memastikan kelengkapan dan ketepatan data.
Data yang diukur dan analisis keputusan
Hubungan antara perubahan suhu dan perubahan saiz platform
Data eksperimen menunjukkan bahawa apabila suhu meningkat dari 20℃ hingga 35℃, perubahan saiz linear platform granit adalah sangat kecil. Selepas pengiraan, sepanjang keseluruhan proses pemanasan, pengembangan linear maksimum platform hanya 0.3 nanometer, yang jauh lebih rendah daripada julat toleransi ralat untuk ketepatan pengukuran dalam proses pembuatan semikonduktor. Semasa peringkat penyejukan, saiz platform hampir boleh kembali sepenuhnya ke keadaan awal, dan fenomena lag perubahan saiz boleh diabaikan. Ciri mengekalkan perubahan dimensi yang sangat rendah walaupun di bawah turun naik suhu yang ketara ini mengesahkan sepenuhnya kestabilan terma platform granit yang luar biasa.
Analisis keseragaman suhu pada permukaan platform
Data yang dikumpul oleh sensor suhu menunjukkan bahawa semasa operasi peralatan dan proses perubahan suhu, taburan suhu pada permukaan platform granit adalah sangat seragam. Walaupun semasa peringkat apabila suhu berubah paling kuat, perbezaan suhu antara setiap titik pengukuran pada permukaan platform sentiasa dikawal dalam lingkungan ±0.1℃. Taburan suhu seragam berkesan mengelakkan ubah bentuk platform yang disebabkan oleh tekanan haba yang tidak sekata, memastikan kerataan dan kestabilan permukaan rujukan pengukuran, dan menyediakan persekitaran pengukuran yang boleh dipercayai untuk peralatan metrologi semikonduktor.
Berbanding dengan platform bahan tradisional
Data yang diukur bagi platform granit telah dibandingkan dengan peralatan pemeteran semikonduktor jenis yang sama menggunakan platform aloi aluminium, dan perbezaannya adalah ketara. Di bawah keadaan perubahan suhu yang sama, pengembangan linear platform aloi aluminium adalah setinggi 2.5 nanometer, iaitu lebih daripada lapan kali ganda daripada platform granit. Sementara itu, taburan suhu pada permukaan platform aloi aluminium adalah tidak sekata, dengan perbezaan suhu maksimum mencapai 0.8℃, mengakibatkan ubah bentuk platform yang jelas dan menjejaskan ketepatan pengukuran dengan serius.
Dalam dunia peralatan metrologi semikonduktor yang tepat, platform granit, dengan kestabilan terma yang luar biasa, telah menjadi teras utama dalam memastikan ketepatan pengukuran. Data yang diukur dengan kukuh membuktikan prestasi platform granit yang luar biasa dalam bertindak balas terhadap perubahan suhu, memberikan sokongan teknikal yang andal untuk industri pembuatan semikonduktor. Apabila proses pembuatan semikonduktor maju ke arah ketepatan yang lebih tinggi, kelebihan kestabilan terma platform granit akan menjadi semakin menonjol, terus memacu inovasi dan pembangunan teknologi dalam industri.
Masa siaran: 13 Mei 2025