In u campu di a fabricazione di semiconduttori, a precisione hè a basa di a qualità è di e prestazioni di u produttu. L'equipaggiu di misurazione di semiconduttori, cum'è ligame chjave per assicurà a precisione di a produzzione, impone esigenze quasi strette nantu à a stabilità di i so cumpunenti principali. Frà questi, a piattaforma di granitu, cù a so eccezziunale stabilità termica, ghjoca un rolu indispensabile in l'equipaggiu di misurazione di semiconduttori. Questu articulu realizzerà un'analisi approfondita di e prestazioni di stabilità termica di e piattaforme di granitu in l'equipaggiu di misurazione di semiconduttori attraversu dati di prova reali.
I requisiti stretti per a stabilità termica di l'apparecchiature di misurazione in a fabricazione di semiconduttori
U prucessu di fabricazione di semiconduttori hè estremamente cumplessu è precisu, è a larghezza di e linee di circuitu nantu à u chip hè entrata in u livellu nanometricu. In un prucessu di fabricazione di tale alta precisione, ancu u più chjucu cambiamentu di temperatura pò causà espansione termica è cuntrazione di i cumpunenti di l'equipaggiu, pruvucendu cusì errori di misurazione. Per esempiu, in u prucessu di fotolitografia, se a precisione di misurazione di l'equipaggiu di misurazione devia di 1 nanometru, pò causà prublemi serii cum'è corti circuiti o circuiti aperti in i circuiti nantu à u chip, purtendu à a rottamazione di u chip. Sicondu e statistiche di dati di l'industria, per ogni fluttuazione di temperatura di 1 ℃, a piattaforma tradiziunale di l'equipaggiu di misurazione di materiale metallicu pò subisce cambiamenti dimensionali di parechji nanometri. Tuttavia, a fabricazione di semiconduttori richiede chì a precisione di misurazione sia cuntrullata in ± 0,1 nanometri, ciò chì rende a stabilità termica un fattore chjave per determinà se l'equipaggiu di misurazione pò risponde à e esigenze di a fabricazione di semiconduttori.
Vantaghji teorichi di a stabilità termica di e piattaforme di granitu
U granitu, cum'è un tipu di petra naturale, hà una cristallizazione minerale interna compatta, una struttura densa è uniforme, è pussede u vantaghju naturale di a stabilità termica. In termini di cuefficiente di dilatazione termica, u cuefficiente di dilatazione termica di u granitu hè estremamente bassu, generalmente variendu da 4,5 à 6,5 × 10⁻⁶/K. In cuntrastu, u cuefficiente di dilatazione termica di i materiali metallici cumuni cum'è e leghe d'aluminiu hè altu cum'è 23,8 × 10⁻⁶/K, chì hè parechje volte quellu di u granitu. Questu significa chì in e stesse cundizioni di variazione di temperatura, u cambiamentu dimensionale di a piattaforma di granitu hè assai più chjucu di quellu di a piattaforma metallica, chì pò furnisce un riferimentu di misurazione più stabile per l'apparecchiature di misurazione di semiconduttori.
Inoltre, a struttura cristallina di u granitu li dà una eccellente uniformità di conduzione termica. Quandu u funziunamentu di l'apparecchiatura genera calore o a temperatura ambiente cambia, a piattaforma di granitu pò cunduce rapidamente è uniformemente u calore, evitendu fenomeni lucali di surriscaldamentu o di sovraraffreddamentu, mantenendu cusì efficacemente a consistenza generale di a temperatura di a piattaforma è assicurendu ulteriormente a stabilità di a precisione di misurazione.
U prucessu è u metudu di misurazione di a stabilità termica
Per valutà accuratamente a stabilità termica di a piattaforma di granitu in l'apparecchiature di misurazione di semiconduttori, avemu cuncipitu un schema di misurazione rigorosu. Selezziunate un strumentu di misurazione di wafer di semiconduttori di alta precisione, chì hè dotatu di una piattaforma di granitu trasfurmatu di super precisione. In l'ambiente sperimentale, hè stata simulata a gamma di variazione di temperatura cumuna in l'officina di fabricazione di semiconduttori, vale à dì, riscaldamentu graduale da 20 ℃ à 35 ℃ è poi raffreddamentu di novu à 20 ℃. L'interu prucessu hè duratu 8 ore.
Nantu à a piattaforma di granitu di u strumentu di misurazione, sò piazzate wafer di siliciu standard d'alta precisione, è sensori di spustamentu cù precisione nanoscala sò aduprati per monitorà i cambiamenti di pusizione relativa trà i wafer di siliciu è a piattaforma in tempu reale. Intantu, parechji sensori di temperatura d'alta precisione sò disposti in diverse pusizioni nantu à a piattaforma per monitorà a distribuzione di a temperatura nantu à a superficia di a piattaforma. Durante l'esperimentu, i dati di spustamentu è i dati di temperatura sò stati registrati ogni 15 minuti per assicurà a cumpletezza è l'accuratezza di i dati.
Dati misurati è analisi di i risultati
A relazione trà i cambiamenti di temperatura è i cambiamenti di dimensione di a piattaforma
I dati sperimentali mostranu chì quandu a temperatura aumenta da 20 ℃ à 35 ℃, u cambiamentu di a dimensione lineare di a piattaforma di granitu hè estremamente chjucu. Dopu à u calculu, durante tuttu u prucessu di riscaldamentu, l'espansione lineare massima di a piattaforma hè solu 0,3 nanometri, chì hè assai più bassa di a gamma di tolleranza d'errore per a precisione di misurazione in i prucessi di fabricazione di semiconduttori. Durante a fase di raffreddamentu, a dimensione di a piattaforma pò vultà quasi cumpletamente à u statu iniziale, è u fenomenu di ritardu di u cambiamentu di dimensione pò esse ignoratu. Sta caratteristica di mantene cambiamenti dimensionali estremamente bassi ancu sottu fluttuazioni di temperatura significative valida cumpletamente a stabilità termica eccezziunale di a piattaforma di granitu.
Analisi di l'uniformità di a temperatura nantu à a superficia di a piattaforma
I dati raccolti da u sensore di temperatura mostranu chì durante u funziunamentu di l'equipaggiu è u prucessu di cambiamentu di temperatura, a distribuzione di a temperatura nantu à a superficia di a piattaforma di granitu hè estremamente uniforme. Ancu durante a fase in cui a temperatura cambia più intensamente, a differenza di temperatura trà ogni puntu di misurazione nantu à a superficia di a piattaforma hè sempre cuntrullata in ± 0,1 ℃. A distribuzione uniforme di a temperatura evita efficacemente a deformazione di a piattaforma causata da stress termicu irregulare, assicurendu a planarità è a stabilità di a superficia di riferimentu di misurazione, è furnendu un ambiente di misurazione affidabile per l'equipaggiu di metrologia di semiconduttori.
In paragone cù e piattaforme di materiali tradiziunali
I dati misurati di a piattaforma di granitu sò stati paragunati cù quelli di l'equipaggiu di misurazione di semiconduttori di u listessu tipu chì utilizava a piattaforma di lega d'aluminiu, è e differenze eranu significative. In e stesse cundizioni di cambiamentu di temperatura, l'espansione lineare di a piattaforma di lega d'aluminiu hè alta cum'è 2,5 nanometri, chì hè più di ottu volte quella di a piattaforma di granitu. Intantu, a distribuzione di a temperatura nantu à a superficia di a piattaforma di lega d'aluminiu hè irregulare, cù a differenza di temperatura massima chì righjunghje 0,8 ℃, risultendu in una deformazione evidente di a piattaforma è affettendu seriamente a precisione di a misurazione.
In u mondu precisu di l'equipaggiu di metrologia di semiconduttori, e piattaforme di granitu, cù a so eccezziunale stabilità termica, sò diventate u pilastru per assicurà a precisione di e misurazioni. I dati misurati dimostranu fermamente e prestazioni eccezziunali di a piattaforma di granitu in risposta à i cambiamenti di temperatura, furnendu un supportu tecnicu affidabile per l'industria di fabricazione di semiconduttori. À misura chì i prucessi di fabricazione di semiconduttori avanzanu versu una precisione più alta, u vantaghju di stabilità termica di e piattaforme di granitu diventerà sempre più prominente, guidendu continuamente l'innuvazione è u sviluppu tecnologicu in l'industria.
Data di publicazione: 13 di maghju di u 2025