In die veld van halfgeleiervervaardiging, wat uiterste presisie nastreef, is die termiese uitsettingskoëffisiënt een van die kernparameters wat produkkwaliteit en produksiestabiliteit beïnvloed. Deur die hele proses, van fotolitografie en ets tot verpakking, kan die verskille in die termiese uitsettingskoëffisiënte van materiale op verskeie maniere die vervaardigingsakkuraatheid beïnvloed. Die granietbasis, met sy ultra-lae termiese uitsettingskoëffisiënt, het egter die sleutel geword tot die oplossing van hierdie probleem.
Litografieproses: Termiese vervorming veroorsaak patroonafwyking
Fotolitografie is 'n kernstap in halfgeleiervervaardiging. Deur 'n fotolitografiemasjien word die stroombaanpatrone op die masker oorgedra na die oppervlak van die wafer wat met fotoresist bedek is. Tydens hierdie proses is die termiese bestuur binne die fotolitografiemasjien en die stabiliteit van die werktafel van kardinale belang. Neem tradisionele metaalmateriale as voorbeeld. Hul termiese uitsettingskoëffisiënt is ongeveer 12 × 10⁻⁶/℃. Tydens die werking van die fotolitografiemasjien sal die hitte wat deur die laserligbron, optiese lense en meganiese komponente gegenereer word, veroorsaak dat die toerustingtemperatuur met 5-10 ℃ styg. As die litografiemasjien se werktafel 'n metaalbasis gebruik, kan 'n 1 meter lange basis 'n uitsettingsvervorming van 60-120 μm veroorsaak, wat sal lei tot 'n verskuiwing in die relatiewe posisie tussen die masker en die wafer.
In gevorderde vervaardigingsprosesse (soos 3nm en 2nm), is die transistorspasiëring slegs 'n paar nanometer. So 'n klein termiese vervorming is voldoende om die fotolitografiepatroon verkeerd in lyn te bring, wat lei tot abnormale transistorverbindings, kortsluitings of oop stroombane, en ander probleme, wat direk lei tot die mislukking van skyfiefunksies. Die termiese uitbreidingskoëffisiënt van die granietbasis is so laag as 0.01μm/°C (d.w.s. (1-2) ×10⁻⁶/℃), en die vervorming onder dieselfde temperatuurverandering is slegs 1/10-1/5 van dié van metaal. Dit kan 'n stabiele lasdraende platform vir die fotolitografiemasjien bied, wat die presiese oordrag van die fotolitografiepatroon verseker en die opbrengs van skyfievervaardiging aansienlik verbeter.
Ets en afsetting: Beïnvloed die dimensionele akkuraatheid van die struktuur
Ets en afsetting is die sleutelprosesse vir die konstruksie van driedimensionele stroombaanstrukture op die waferoppervlak. Tydens die etsproses ondergaan die reaktiewe gas 'n chemiese reaksie met die oppervlakmateriaal van die wafer. Intussen genereer komponente soos die RF-kragtoevoer en gasvloeibeheer binne die toerusting hitte, wat veroorsaak dat die temperatuur van die wafer en die toerustingkomponente styg. As die termiese uitsettingskoëffisiënt van die waferdraer of toerustingbasis nie ooreenstem met dié van die wafer nie (die termiese uitsettingskoëffisiënt van silikonmateriaal is ongeveer 2.6 × 10⁻⁶/℃), sal termiese spanning gegenereer word wanneer die temperatuur verander, wat klein krake of kromtrekking op die oppervlak van die wafer kan veroorsaak.
Hierdie soort vervorming sal die etsdiepte en die vertikaliteit van die sywand beïnvloed, wat veroorsaak dat die afmetings van die geëtste groewe, deurlopende gate en ander strukture van die ontwerpvereistes afwyk. Net so kan die verskil in termiese uitsetting in die dunfilm-afsettingsproses interne spanning in die afgezette dunfilm veroorsaak, wat lei tot probleme soos krake en afskilfering van die film, wat die elektriese werkverrigting en langtermynbetroubaarheid van die skyfie beïnvloed. Die gebruik van granietbasisse met 'n termiese uitsettingskoëffisiënt soortgelyk aan dié van silikonmateriale kan termiese spanning effektief verminder en die stabiliteit en akkuraatheid van die ets- en afsettingsprosesse verseker.
Verpakkingsfase: Termiese wanverhouding veroorsaak betroubaarheidsprobleme
In die halfgeleierverpakkingsfase is die versoenbaarheid van die termiese uitbreidingskoëffisiënte tussen die skyfie en die verpakkingsmateriaal (soos epoksiehars, keramiek, ens.) van kardinale belang. Die termiese uitbreidingskoëffisiënt van silikon, die kernmateriaal van skyfies, is relatief laag, terwyl dié van die meeste verpakkingsmateriaal relatief hoog is. Wanneer die temperatuur van die skyfie tydens gebruik verander, sal termiese spanning tussen die skyfie en die verpakkingsmateriaal voorkom as gevolg van die wanverhouding van termiese uitbreidingskoëffisiënte.
Hierdie termiese spanning, onder die effek van herhaalde temperatuursiklusse (soos die verhitting en verkoeling tydens die werking van die skyfie), kan lei tot moegheidskrake van die soldeerverbindings tussen die skyfie en die verpakkingssubstraat, of veroorsaak dat die bindingsdrade op die skyfie-oppervlak afval, wat uiteindelik lei tot die mislukking van die elektriese verbinding van die skyfie. Deur verpakkingssubstraatmateriale te kies met 'n termiese uitbreidingskoëffisiënt naby dié van silikonmateriale en graniettoetsplatforms met uitstekende termiese stabiliteit te gebruik vir akkuraatheidsopsporing tydens die verpakkingsproses, kan die probleem van termiese wanpassing effektief verminder word, die betroubaarheid van verpakking verbeter word en die lewensduur van die skyfie verleng word.
Produksie-omgewingbeheer: Die gekoördineerde stabiliteit van toerusting en fabrieksgeboue
Benewens die direkte invloed op die vervaardigingsproses, hou die termiese uitsettingskoëffisiënt ook verband met die algehele omgewingsbeheer van halfgeleierfabrieke. In groot halfgeleierproduksiewerkswinkels kan faktore soos die begin en stop van lugversorgingstelsels en die hitteverspreiding van toerustinggroepe skommelinge in omgewingstemperatuur veroorsaak. As die termiese uitsettingskoëffisiënt van die fabrieksvloer, toerustingbasisse en ander infrastruktuur te hoog is, sal langtermyn temperatuurveranderinge veroorsaak dat die vloer kraak en die toerustingfondament skuif, wat die akkuraatheid van presisietoerusting soos fotolitografiemasjiene en etsmasjiene beïnvloed.
Deur granietbasisse as toerustingondersteuning te gebruik en dit te kombineer met fabrieksboumateriale met lae termiese uitbreidingskoëffisiënte, kan 'n stabiele produksieomgewing geskep word, wat die frekwensie van toerustingkalibrasie en onderhoudskoste wat deur omgewingstermiese vervorming veroorsaak word, verminder, en die langtermyn stabiele werking van die halfgeleierproduksielyn verseker.
Die termiese uitsettingskoëffisiënt loop deur die hele lewensiklus van halfgeleiervervaardiging, van materiaalkeuse, prosesbeheer tot verpakking en toetsing. Die impak van termiese uitsetting moet streng in elke skakel oorweeg word. Granietbasisse, met hul ultra-lae termiese uitsettingskoëffisiënt en ander uitstekende eienskappe, bied 'n stabiele fisiese fondament vir halfgeleiervervaardiging en word 'n belangrike waarborg vir die bevordering van die ontwikkeling van skyfievervaardigingsprosesse na hoër presisie.
Plasingstyd: 20 Mei 2025