.
Дээд зэргийн нарийвчлалыг эрэлхийлдэг хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн салбарт дулааны тэлэлтийн коэффициент нь бүтээгдэхүүний чанар, үйлдвэрлэлийн тогтвортой байдалд нөлөөлдөг үндсэн үзүүлэлтүүдийн нэг юм. Фотолитографи, сийлбэрээс эхлээд баглаа боодол хүртэлх бүх процессын туршид материалын дулааны тэлэлтийн коэффициентүүдийн ялгаа нь үйлдвэрлэлийн нарийвчлалд янз бүрийн аргаар саад учруулж болзошгүй юм. Гэсэн хэдий ч хэт бага дулаан тэлэлтийн коэффициент бүхий боржин чулуун суурь нь энэ асуудлыг шийдвэрлэх гол түлхүүр болсон. .
Литографийн үйл явц: Дулааны хэв гажилт нь хэв маягийн хазайлтыг үүсгэдэг
Фотолитографи нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн үндсэн алхам юм. Фотолитографийн машинаар дамжуулан маск дээрх хэлхээний хэв маягийг фоторезистээр бүрсэн вафель гадаргуу руу шилжүүлдэг. Энэ процессын явцад фотолитографийн машин доторх дулааны зохицуулалт, ажлын ширээний тогтвортой байдал нь амин чухал ач холбогдолтой юм. Уламжлалт металл материалыг жишээ болгон авч үзье. Тэдний дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ойролцоогоор 12×10⁻⁶/℃ байна. Фотолитографийн машиныг ажиллуулах явцад лазерын гэрлийн эх үүсвэр, оптик линз, механик эд ангиудаас үүсэх дулаан нь төхөөрөмжийн температурыг 5-10 хэмээр өсгөхөд хүргэдэг. Хэрэв литографийн машины ажлын ширээ нь металл суурь ашигладаг бол 1 метр урт суурь нь 60-120 μм тэлэлтийн хэв гажилт үүсгэж болзошгүй бөгөөд энэ нь маск ба өргүүрийн хоорондох харьцангуй байрлалыг өөрчлөхөд хүргэдэг. .
Дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн процессуудад (3 нм ба 2 нм гэх мэт) транзистор хоорондын зай хэдхэн нанометр байна. Ийм өчүүхэн дулааны хэв гажилт нь фотолитографийн хэв маягийг буруу байрлуулахад хангалттай бөгөөд транзисторын хэвийн бус холболт, богино холболт, нээлттэй хэлхээ болон бусад асуудлуудыг үүсгэж, чипийн функцийг шууд доголдуулдаг. Боржингийн суурийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь 0.01μm/°C (өөрөөр хэлбэл (1-2) ×10⁻⁶/℃) хүртэл бага бөгөөд ижил температурын өөрчлөлтийн деформаци нь металлынхаас ердөө 1/10-1/5-тай тэнцэнэ. Энэ нь фотолитографийн машинд тогтвортой ачаалал даах платформоор хангаж, фотолитографийн хэв маягийг нарийн дамжуулах, чип үйлдвэрлэлийн гарцыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. .
Сийлбэр ба тунадас: Бүтцийн хэмжээсийн нарийвчлалд нөлөөлнө
Шилэн сийлбэр ба тунадас нь ялтсын гадаргуу дээр гурван хэмжээст хэлхээний бүтцийг бий болгох гол үйл явц юм. Сийлбэр хийх явцад реактив хий нь ваферын гадаргуугийн материалтай химийн урвалд ордог. Үүний зэрэгцээ, RF-ийн тэжээлийн хангамж, тоног төхөөрөмжийн доторх хийн урсгалын удирдлага зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь дулааныг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь вафель болон төхөөрөмжийн эд ангиудын температурыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хэрэв хавтан зөөгч эсвэл тоног төхөөрөмжийн суурийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь хавтанцартай таарахгүй бол (цахиур материалын дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ойролцоогоор 2.6×10⁻⁶/℃) температур өөрчлөгдөх үед дулааны стресс үүсэх бөгөөд энэ нь хавтангийн гадаргуу дээр жижиг хагарал, эвдрэл үүсгэж болзошгүй. .
Энэ төрлийн хэв гажилт нь сийлбэрийн гүн болон хажуугийн хананы босоо байдалд нөлөөлж, нүх болон бусад байгууламжаар сийлсэн ховилын хэмжээ нь дизайны шаардлагаас гаждаг. Үүний нэгэн адил нимгэн хальсыг буулгах явцад дулааны тэлэлтийн зөрүү нь хуримтлагдсан нимгэн хальсанд дотоод стресс үүсгэж, хальс нь хагарах, хальслах зэрэг асуудлуудыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь чипний цахилгааны гүйцэтгэл, урт хугацааны найдвартай байдалд нөлөөлдөг. Цахиурын материалтай төстэй дулаан тэлэлтийн коэффициент бүхий боржин чулуун суурийг ашиглах нь дулааны даралтыг үр дүнтэй бууруулж, сийлбэр, тунадасжилтын үйл явцын тогтвортой байдал, нарийвчлалыг баталгаажуулдаг. .
Сав баглаа боодлын үе шат: Дулааны үл нийцэл нь найдвартай байдлын асуудал үүсгэдэг
Хагас дамжуулагч сав баглаа боодлын үе шатанд чип ба баглаа боодлын материал (эпокси давирхай, керамик гэх мэт) хоорондын дулааны тэлэлтийн коэффициентүүдийн нийцтэй байдал нь маш чухал юм. Чипсийн үндсэн материал болох цахиурын дулааны тэлэлтийн коэффициент харьцангуй бага байдаг бол ихэнх савлагааны материалынх харьцангуй өндөр байдаг. Ашиглалтын явцад чипийн температур өөрчлөгдөхөд дулааны тэлэлтийн коэффициентүүд таарахгүй байгаагаас чип ба баглаа боодлын материалын хооронд дулааны стресс үүснэ. .
Температурын давталтын мөчлөгийн нөлөөн дор (чипийг ажиллуулах явцад халаах, хөргөх гэх мэт) энэхүү дулааны стресс нь чип ба савлагааны субстрат хоорондын гагнуурын холболтын ядаргаа хагарах, эсвэл чипний гадаргуу дээрх холбогч утаснууд унаж, эцэст нь чипний цахилгааны холболт эвдэрч болзошгүй. Цахиурын материалтай ойролцоо дулаан тэлэлтийн коэффициент бүхий сав баглаа боодлын субстратын материалыг сонгож, баглаа боодлын явцад нарийвчлалыг илрүүлэхийн тулд маш сайн дулааны тогтвортой байдал бүхий боржингийн туршилтын платформыг ашигласнаар дулааны үл нийцэх асуудлыг үр дүнтэй бууруулж, савлагааны найдвартай байдлыг сайжруулж, чипний ашиглалтын хугацааг уртасгах боломжтой. .
Үйлдвэрлэлийн орчны хяналт: Тоног төхөөрөмж, үйлдвэрийн барилга байгууламжийн уялдаа холбоотой тогтвортой байдал
Үйлдвэрлэлийн процесст шууд нөлөөлөхөөс гадна дулааны тэлэлтийн коэффициент нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрүүдийн байгаль орчны ерөнхий хяналттай холбоотой байдаг. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн томоохон цехүүдэд агааржуулалтын системийг эхлүүлэх, зогсоох, тоног төхөөрөмжийн кластеруудын дулаан ялгаруулалт зэрэг хүчин зүйлүүд нь орчны температурын хэлбэлзлийг үүсгэдэг. Үйлдвэрийн шал, тоног төхөөрөмжийн суурь болон бусад дэд бүтцийн дулаан тэлэлтийн коэффициент хэт өндөр байвал температурын урт хугацааны өөрчлөлтөөс шалтгаалж шал хагарч, тоног төхөөрөмжийн суурь шилжинэ, улмаар фотолитографийн машин, сийлбэрийн машин зэрэг нарийн тоног төхөөрөмжийн нарийвчлалд нөлөөлнө. .
Боржин чулуун суурийг тоног төхөөрөмжийн тулгуур болгон ашиглаж, дулааны тэлэлтийн бага коэффициент бүхий үйлдвэрийн барилгын материалтай хослуулснаар үйлдвэрлэлийн тогтвортой орчин бүрдэж, орчны дулааны хэв гажилтаас үүдэлтэй тоног төхөөрөмжийн шалгалт тохируулга, засвар үйлчилгээний зардал давтамжийг бууруулж, хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн шугамын урт хугацааны тогтвортой ажиллагааг хангана. .
Дулааны тэлэлтийн коэффициент нь материал сонгох, процессын хяналтаас эхлээд сав баглаа боодол, туршилт хүртэлх хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн бүх амьдралын мөчлөгийг дамждаг. Дулааны тэлэлтийн нөлөөллийг холбоос бүрт хатуу авч үзэх шаардлагатай. Боржин чулуун суурь нь хэт бага дулааны тэлэлтийн коэффициент болон бусад маш сайн шинж чанараараа хагас дамжуулагч үйлдвэрлэхэд тогтвортой физик суурийг бүрдүүлж, чип үйлдвэрлэх процессыг илүү нарийвчлалтай хөгжүүлэхэд чухал баталгаа болдог.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 5-р сарын 20-ны хооронд