.
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн салбарт нарийвчлал нь бүтээгдэхүүний чанар, гүйцэтгэлийн амьдралын шугам юм. Хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмж нь үйлдвэрлэлийн нарийвчлалыг хангах гол холбоосын хувьд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тогтвортой байдалд бараг хатуу шаардлага тавьдаг. Тэдгээрийн дотроос дулааны тогтвортой байдлын хувьд боржин чулуун тавцан нь хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмжид зайлшгүй чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нийтлэл нь бодит туршилтын өгөгдлөөр хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмж дэх боржингийн платформуудын дулааны тогтвортой байдлын гүйцэтгэлд гүнзгий дүн шинжилгээ хийх болно. .
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн хэмжих хэрэгслийн дулааны тогтвортой байдалд тавигдах хатуу шаардлага
Хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэх үйл явц нь маш нарийн төвөгтэй бөгөөд нарийн бөгөөд чип дээрх хэлхээний шугамын өргөн нь нанометрийн түвшинд хүрсэн байна. Ийм өндөр нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн процесст температурын өчүүхэн өөрчлөлт нь тоног төхөөрөмжийн эд ангиудын дулааны тэлэлт, агшилтыг үүсгэж улмаар хэмжилтийн алдааг үүсгэдэг. Жишээлбэл, фотолитографийн процесст хэмжих хэрэгслийн хэмжилтийн нарийвчлал 1 нанометрээр хазайвал чип дээрх хэлхээнд богино холболт эсвэл задгай хэлхээ үүсэх зэрэг ноцтой асуудал үүсгэж, чипийг хусахад хүргэдэг. Салбарын өгөгдлийн статистик мэдээллээс үзэхэд температурын 1℃ хэлбэлзэл тутамд уламжлалт металл материал хэмжих төхөөрөмжийн платформ нь хэд хэдэн нанометрийн хэмжээсийн өөрчлөлтөд өртдөг. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч үйлдвэрлэхэд хэмжилтийн нарийвчлалыг ±0.1 нанометрийн дотор хянах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь дулааны тогтвортой байдлыг хэмжих төхөөрөмж нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн шаардлагыг хангаж чадах эсэхийг тодорхойлох гол хүчин зүйл болгодог. .
Боржингийн тавцангийн дулааны тогтвортой байдлын онолын давуу талууд
Боржин чулуу нь байгалийн чулууны хувьд нягт дотоод эрдэс талстжилттай, нягт, жигд бүтэцтэй, дулааны тогтвортой байдлын байгалийн давуу талыг эзэмшдэг. Дулааны тэлэлтийн коэффициентийн хувьд боржингийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь маш бага бөгөөд ерөнхийдөө 4.5-аас 6.5 × 10⁻⁶/K хооронд хэлбэлздэг. Үүний эсрэгээр хөнгөн цагааны хайлш зэрэг нийтлэг металл материалын дулааны тэлэлтийн коэффициент нь 23.8×10⁻⁶/K буюу боржингийнхоос хэд дахин их байдаг. Энэ нь ижил температурын өөрчлөлтийн нөхцөлд боржингийн платформын хэмжээсийн өөрчлөлт нь металл тавцангийнхаас хамаагүй бага байдаг бөгөөд энэ нь хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмжийн хэмжилтийн илүү тогтвортой лавлагаа болж чадна гэсэн үг юм. .
Нэмж дурдахад боржингийн болор бүтэц нь дулаан дамжуулах маш сайн жигд байдлыг хангадаг. Тоног төхөөрөмжийн үйл ажиллагаа нь дулаан үүсгэх эсвэл орчны температур өөрчлөгдөх үед боржин чулуун тавцан нь дулааныг хурдан бөгөөд жигд дамжуулж, орон нутгийн хэт халалт, хэт хөргөлтийн үзэгдлээс зайлсхийж, улмаар платформын ерөнхий температурын тогтвортой байдлыг үр дүнтэй хадгалж, хэмжилтийн нарийвчлалын тогтвортой байдлыг хангана. .
Дулааны тогтвортой байдлыг хэмжих үйл явц ба арга
Хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмж дэх боржингийн тавцангийн дулааны тогтвортой байдлыг үнэн зөв үнэлэхийн тулд бид хэмжилтийн нарийн схемийг боловсруулсан. Хэт нарийвчлалтай боловсруулсан боржин чулуун платформоор тоноглогдсон, өндөр нарийвчлалтай хагас дамжуулагч хавтанцар хэмжих хэрэгслийг сонго. Туршилтын орчинд хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн цехийн нийтлэг температурын хэлбэлзлийг загварчилсан бөгөөд өөрөөр хэлбэл 20 ° C-аас 35 ° C хүртэл халааж, дараа нь 20 ° C хүртэл хөргөнө. Бүх процесс 8 цаг үргэлжилсэн. .
Хэмжих хэрэгслийн боржин чулуун тавцан дээр өндөр нарийвчлалтай стандарт цахиур хавтан байрлуулж, нано хэмжээст нарийвчлалтай шилжилтийн мэдрэгчийг ашиглан цахиур хавтан ба платформ хоорондын харьцангуй байрлалын өөрчлөлтийг бодит цаг хугацаанд хянаж байна. Үүний зэрэгцээ платформ дээрх температурын хуваарилалтыг хянахын тулд олон өндөр нарийвчлалтай температур мэдрэгчийг платформ дээр өөр өөр байрлалд байрлуулдаг. Туршилтын явцад нүүлгэн шилжүүлэлтийн өгөгдөл, температурын өгөгдлийг 15 минут тутамд бүртгэж, мэдээллийн бүрэн бүтэн байдал, үнэн зөвийг баталгаажуулсан. .
Хэмжсэн өгөгдөл, үр дүнгийн дүн шинжилгээ
Температурын өөрчлөлт ба платформын хэмжээ өөрчлөгдөх хоорондын хамаарал
Туршилтын мэдээллээс харахад температур 20 хэмээс 35 хэм хүртэл өсөхөд боржингийн тавцангийн шугаман хэмжээний өөрчлөлт маш бага байна. Тооцооллын дараа бүх халаалтын процессын туршид платформын хамгийн дээд шугаман өргөтгөл нь ердөө 0.3 нанометр бөгөөд энэ нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн процессын хэмжилтийн нарийвчлалын алдааны хүлцэх хязгаараас хамаагүй бага юм. Хөргөх үе шатанд платформын хэмжээ бараг бүрэн анхны төлөв рүү буцаж очих боломжтой бөгөөд хэмжээ өөрчлөгдөх хоцрогдолтой үзэгдлийг үл тоомсорлож болно. Температурын мэдэгдэхүйц хэлбэлзэлд ч гэсэн маш бага хэмжээст өөрчлөлтийг хадгалах энэхүү шинж чанар нь боржингийн платформын гайхалтай дулааны тогтвортой байдлыг бүрэн баталгаажуулдаг. .
Платформын гадаргуу дээрх температурын жигд байдлын шинжилгээ
Температур мэдрэгчээр цуглуулсан өгөгдөл нь төхөөрөмжийг ажиллуулах явцад болон температурын өөрчлөлтийн явцад боржингийн тавцангийн гадаргуу дээрх температурын хуваарилалт маш жигд байгааг харуулж байна. Температур хамгийн эрчимтэй өөрчлөгдөх үе шатанд ч гэсэн тавцангийн гадаргуу дээрх хэмжилтийн цэг бүрийн хоорондох температурын зөрүүг үргэлж ±0.1℃ дотор хянадаг. Температурын жигд хуваарилалт нь жигд бус дулааны стрессээс үүдэлтэй платформын хэв гажилтаас үр дүнтэй зайлсхийж, хэмжилтийн лавлагааны гадаргуугийн тэгш, тогтвортой байдлыг хангаж, хагас дамжуулагч хэмжилзүйн төхөөрөмжийн найдвартай хэмжилтийн орчинг бүрдүүлдэг. .
Уламжлалт материаллаг платформтой харьцуулахад
Боржингийн тавцангийн хэмжсэн өгөгдлийг хөнгөн цагааны хайлшны платформ ашиглан ижил төрлийн хагас дамжуулагч хэмжих төхөөрөмжтэй харьцуулсан бөгөөд ялгаа нь мэдэгдэхүйц байв. Температурын өөрчлөлтийн ижил нөхцөлд хөнгөн цагаан хайлшны платформын шугаман тэлэлт нь 2.5 нанометр хүртэл өндөр бөгөөд энэ нь боржингийн платформоос найм дахин их юм. Үүний зэрэгцээ хөнгөн цагаан хайлшны тавцангийн гадаргуу дээрх температурын хуваарилалт жигд бус, хамгийн их температурын зөрүү нь 0.8 ℃ хүрч, платформыг илт деформацид хүргэж, хэмжилтийн нарийвчлалд ноцтой нөлөөлдөг. .
Хагас дамжуулагч хэмжилзүйн тоног төхөөрөмжийн нарийн ертөнцөд дулааны тогтвортой байдалаараа боржин чулуун тавцангууд нь хэмжилтийн нарийвчлалыг хангах гол тулгуур болсон. Хэмжсэн өгөгдөл нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн салбарт найдвартай техникийн дэмжлэг үзүүлж, температурын өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэхэд боржингийн тавцангийн гайхалтай гүйцэтгэлийг баттай нотолж байна. Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн үйл явц илүү нарийвчлалтай урагшлахын хэрээр боржин чулуун тавцангийн дулааны тогтвортой байдлын давуу тал улам бүр тодрох бөгөөд энэ нь салбарын технологийн шинэчлэл, хөгжлийг тасралтгүй хөтлөх болно.
Шуудангийн цаг: 2025-05-13