Iň ýokary takyklyga gönükdirilen ýarymgeçiriji önümçilik ulgamynda, termal giňelme koeffisiýenti önümiň hiline we önümçilik durnuklylygyna täsir edýän esasy parametrleriň biridir. Fotolitografiýadan başlap, aşgarlamadan başlap, gaplamaga çenli tutuş prosesde materiallaryň termal giňelme koeffisiýentlerindäki tapawutlar önümçilik takyklygyna dürli ýollar bilen päsgel berip biler. Şeýle-de bolsa, örän pes termal giňelme koeffisiýenti bolan granit esasy bu meseläni çözmegiň açaryna öwrüldi.
Litografiýa prosesi: Termal deformasiýa nusganyň üýtgemegine sebäp bolýar
Fotolitografiýa ýarymgeçirijileri öndürmekde esasy ädimdir. Fotolitografiýa enjamy arkaly maskadaky zynjyr şekilleri fotorezist bilen örtülen plastinkanyň ýüzüne geçirilýär. Bu prosesde fotolitografiýa enjamynyň içindäki termal dolandyryş we iş stolunyň durnuklylygy örän möhümdir. Mysal hökmünde däp bolan metal materiallary alyp görüň. Olaryň termal giňelme koeffisiýenti takmynan 12 × 10⁻⁶/℃. Fotolitografiýa enjamynyň işleýän wagtynda lazer şöhle çeşmesi, optiki linzalar we mehaniki bölekler tarapyndan öndürilýän ýylylyk enjamyň temperaturasynyň 5-10 ℃ ýokarlanmagyna sebäp bolar. Eger litografiýa enjamynyň iş stoly metal esas ulanýan bolsa, 1 metr uzynlykdaky esas 60-120 μm giňelme deformasiýasyna sebäp bolup biler, bu bolsa maska bilen plastinkanyň arasyndaky deňeşdirme pozisiýasynyň üýtgemegine getirer.
Ösen önümçilik proseslerinde (meselem, 3nm we 2nm) tranzistor aralygy bary-ýogy birnäçe nanometrdir. Şeýle kiçi termal deformasiýa fotolitografiýa nusgasynyň nädogry deňleşdirilmegine, tranzistor birikmeleriniň anormal bolmagyna, gysga zynjyrlara ýa-da açyk zynjyrlara we beýleki meselelere sebäp bolup, çip funksiýalarynyň näsazlygyna gönüden-göni sebäp bolýar. Granit esasynyň termal giňelme koeffisiýenti 0,01μm/°C çenli pes (ýagny (1-2) ×10⁻⁶/℃) we şol bir temperatura üýtgemesinde deformasiýa metalyňkydan diňe 1/10-1/5 deňdir. Ol fotolitografiýa enjamy üçin durnukly ýük göteriji platforma bolup biler, fotolitografiýa nusgasynyň takyk geçirilmegini üpjün edýär we çip önümçiliginiň netijeliligini ep-esli ýokarlandyrýar.
Oýmak we çökdürmek: Gurluşyň ölçeg takyklygyna täsir edýär
Oýmak we çökdürmek waferiň ýüzünde üç ölçegli zynjyr gurluşlaryny gurmak üçin esasy proseslerdir. Oýmak prosesinde reaktiv gaz waferiň ýüzleý materialy bilen himiki reaksiýa geçýär. Şol bir wagtyň özünde, enjamyň içinde RF elektrik üpjünçiligi we gaz akymyny dolandyrmak ýaly komponentler ýylylyk döredýär, bu bolsa waferiň we enjamyň bölekleriniň temperaturasynyň ýokarlanmagyna sebäp bolýar. Eger wafer daşaýjysynyň ýa-da enjamyň binýadynyň termal giňelme koeffisiýenti waferiňki bilen deň gelmese (kremniý materialynyň termal giňelme koeffisiýenti takmynan 2.6 × 10⁻⁶/℃), temperatura üýtgände termal stres döreýär, bu bolsa waferiň ýüzünde kiçijik ýaryklara ýa-da döwülmelere sebäp bolup biler.
Bu görnüşli deformasiýa aşındyryş çuňlugyna we gapdal diwaryň dikligine täsir eder, bu bolsa deşiklerden we beýleki gurluşlardan aşındyrylan oýuklaryň ölçegleriniň dizaýn talaplaryndan çykmasyna sebäp bolar. Şonuň ýaly-da, inçe plýonka çökündi prosesinde, termal giňelmedäki tapawut çökündi inçe plýonkada içki dartgynlylyga sebäp bolup biler, bu bolsa plýonkanyň ýarylmagy we soyulmagy ýaly meselelere getirip biler, bu bolsa çipiň elektrik işine we uzak möhletli ygtybarlylygyna täsir edýär. Kremniý materiallaryna meňzeş termal giňelme koeffisiýenti bolan granit esaslaryny ulanmak termal dartgynlylygy netijeli azaldyp, aşındyryş we çökündi prosesleriniň durnuklylygyny we takyklygyny üpjün edip biler.
Gaplama tapgyry: Termal gabat gelmezlik ygtybarlylyk meselelerine sebäp bolýar
Ýarymgeçiriji gaplama tapgyrynda çip bilen gaplama materialynyň (epoksid smolasy, keramika we ş.m.) arasyndaky termal giňelme koeffisiýentleriniň gabat gelmegi örän möhümdir. Çipleriň esasy materialy bolan kremniýiň termal giňelme koeffisiýenti deňeşdirme boýunça pes, köp gaplama materiallarynyňky bolsa deňeşdirme boýunça ýokarydyr. Çipiň temperaturasy ulanylanda üýtgese, termal giňelme koeffisiýentleriniň gabat gelmezligi sebäpli çip bilen gaplama materialynyň arasynda termal dartgynlyk ýüze çykýar.
Bu termal stres, gaýtalanýan temperatura siklleriniň (meselem, çipiň işlemegi wagtynda gyzdyrylmagy we sowadylmagy) täsiri astynda, çip bilen gaplama substratynyň arasyndaky lehim birleşmeleriniň ýadawlyk bilen çatlamagyna ýa-da çip ýüzündäki birleşdiriji simleriň düşmegine sebäp bolup biler we netijede çipiň elektrik birikmesiniň bozulmagyna sebäp bolýar. Kremniý materiallaryna ýakyn termal giňelme koeffisiýenti bolan gaplama substrat materiallaryny saýlamak we gaplama prosesinde takyklygy anyklamak üçin ajaýyp termal durnuklylyga eýe bolan granit synag platformalaryny ulanmak arkaly termal gabat gelmezlik meselesini netijeli azaltmak, gaplamanyň ygtybarlylygyny ýokarlandyrmak we çipiň hyzmat möhletini uzaltmak mümkin.
Önümçilik gurşawynyň gözegçiligi: Enjamlaryň we zawod binalarynyň utgaşdyrylan durnuklylygy
Önümçilik prosesine gönüden-göni täsir etmekden başga-da, termal giňelme koeffisiýenti ýarymgeçiriji zawodlarynyň umumy daşky gurşaw gözegçiligi bilen hem baglanyşyklydyr. Uly ýarymgeçiriji önümçilik sehlerinde howa kondisioner ulgamlarynyň işe girizilmegi we togtadylmagy, şeýle hem enjam klasterleriniň ýylylyk ýaýramagy ýaly faktorlar daşky gurşawyň temperaturasynyň üýtgemegine sebäp bolup biler. Zawodyň polunyň, enjamlaryň esaslarynyň we beýleki infrastrukturanyň termal giňelme koeffisiýenti gaty ýokary bolsa, uzak möhletli temperatura üýtgemeleri poluň ýarylmagyna we enjamyň binýadynyň süýşmegine sebäp bolar, şeýdip fotolitografiýa maşynlary we oýup çykarmak maşynlary ýaly takyk enjamlaryň takyklygyna täsir eder.
Granit esaslaryny enjamlaryň daýançlary hökmünde ulanmak we olary pes termal giňelme koeffisiýentleri bolan zawod gurluşyk materiallary bilen utgaşdyrmak arkaly durnukly önümçilik gurşawy döredilip, daşky gurşawyň termal deformasiýasyndan ýüze çykýan enjamlary kalibrlemek we tehniki hyzmat çykdajylaryny azaltmak, şeýle hem ýarymgeçiriji önümçilik liniýasynyň uzak möhletli durnukly işlemegini üpjün etmek mümkin.
Termal giňelme koeffisiýenti ýarymgeçiriji önümçiliginiň tutuş ömrüniň dowamynda, material saýlamagyndan, prosesleriň gözegçiliginden başlap, gaplamaga we synagdan geçirmäge çenli dowam edýär. Termal giňelme täsirini her bir ulgamda berk göz öňünde tutmaly. Granit esaslary, örän pes termal giňelme koeffisiýenti we beýleki ajaýyp häsiýetleri bilen, ýarymgeçiriji önümçiligi üçin durnukly fiziki binýady üpjün edýär we çip önümçilik prosesleriniň has ýokary takyklyga tarap ösdürilmegini höweslendirmegiň möhüm kepilligine öwrülýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 20-nji maýy