Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн нано хэмжээний үйлдвэрлэлийн процесс руу шилжих явцад чип үйлдвэрлэлийн гол холбоос болох вафли огтлох нь тоног төхөөрөмжийн тогтвортой байдалд маш хатуу шаардлага тавьдаг. Боржин чулуун суурь нь гайхалтай чичиргээний эсэргүүцэл болон дулааны тогтвортой байдалтай тул вафли огтлох төхөөрөмжийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болж, өндөр нарийвчлалтай, өндөр үр ашигтай вафли боловсруулалт хийх найдвартай баталгаа болж байна.
Өндөр чийгшүүлэгч болон чичиргээний эсрэг шинж чанарууд: Нано түвшний зүсэлтийн нарийвчлалыг хамгаалах
Вафер зүсэх төхөөрөмж ажиллаж байх үед голын өндөр хурдтай эргэлт, зүсэх багажны өндөр давтамжийн чичиргээ, хүрээлэн буй орчны чичиргээ нь зүсэлтийн нарийвчлалд мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлнэ. Уламжлалт металл суурийн чийгшүүлэх гүйцэтгэл хязгаарлагдмал тул чичиргээг хурдан сулруулахад хэцүү болгодог бөгөөд энэ нь зүсэх багажны микрон түвшний чичиргээнд хүргэж, ирмэг хагарах, вафер дээр хагарал үүсэх зэрэг согогийг шууд үүсгэдэг. Боржин чулуун суурийн өндөр чийгшүүлэх шинж чанар нь энэ асуудлыг үндсээр нь шийдсэн.
Боржин чулуун дотор талстууд нь хоорондоо нягт уялдаатай бөгөөд байгалийн энергийн тархалтын бүтцийг бүрдүүлдэг. Чичиргээ нь суурь руу дамжих үед түүний дотоод бичил бүтэц нь чичиргээний энергийг дулааны энерги болгон хурдан хувиргаж, чичиргээний үр ашигтай бууралтыг бий болгодог. Туршилтын мэдээллээс харахад ижил чичиргээний орчинд боржин чулуун суурь нь чичиргээний далайцыг 0.5 секундын дотор 90%-иас дээш бууруулж чаддаг бол металл суурь нь 3-5 секунд шаарддаг. Энэхүү гайхалтай чийгшүүлэх гүйцэтгэл нь нано хэмжээний зүсэлтийн явцад зүсэх багаж тогтвортой хэвээр байх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь вафли зүсэлтийн жигд ирмэгийг баталгаажуулж, хагарах хурдыг үр дүнтэй бууруулдаг. Жишээлбэл, 5нм вафли зүсэх процесст боржин чулуун суурьтай тоног төхөөрөмж нь хагарах хэмжээг 10μм дотор хянаж чаддаг бөгөөд энэ нь металл суурьтай тоног төхөөрөмжөөс 40%-иас дээш өндөр юм.
Дулааны тэлэлтийн хэт бага коэффициент: Температурын хэлбэлзлийн нөлөөнд тэсвэртэй
Вафер зүсэх явцад зүсэх багажны үрэлтээс үүссэн дулаан, тоног төхөөрөмжийн урт хугацааны ашиглалтаас үүсэх дулаан тархалт, цехийн орчны температурын өөрчлөлт нь тоног төхөөрөмжийн эд ангиудын дулааны деформацид хүргэж болзошгүй. Металл материалын дулааны тэлэлтийн коэффициент харьцангуй өндөр (ойролцоогоор 12×10⁻⁶/℃). Температур 5℃-ээр хэлбэлзэх үед 1 метрийн урттай металл суурь нь 60μм деформацид орж, зүсэлтийн байрлал шилжиж, зүсэлтийн нарийвчлалд ноцтой нөлөөлдөг.
Боржин чулуун суурийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь ердөө (4-8) × 10⁻⁶/℃ бөгөөд энэ нь металл материалынхаас гуравны нэгээс бага юм. Температурын ижил өөрчлөлтийн үед түүний хэмжээст өөрчлөлтийг бараг үл тоомсорлож болно. Тодорхой хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн аж ахуйн нэгжийн хэмжсэн мэдээллээс харахад 8 цагийн тасралтгүй өндөр эрчимтэй вафли огтлох ажиллагааны үед орчны температур 10℃-ээр хэлбэлзэх үед боржин чулуун суурьтай төхөөрөмжийн зүсэх байрлалын зөрүү 20μm-ээс бага, харин металл суурьтай төхөөрөмжийнх 60μm-ээс давсан байна. Энэхүү тогтвортой дулааны гүйцэтгэл нь зүсэх хэрэгсэл болон вафли хоорондын харьцангуй байрлал үргэлж нарийвчлалтай хэвээр байхыг баталгаажуулдаг. Урт хугацааны тасралтгүй ажиллагаа эсвэл орчны температурын огцом өөрчлөлтийн үед ч зүсэх нарийвчлалын тогтвортой байдлыг хадгалах боломжтой.
Хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй байдал: Тоног төхөөрөмжийн урт хугацааны тогтвортой ажиллагааг хангах
Чичиргээний эсэргүүцэл болон дулааны тогтвортой байдлын давуу талуудаас гадна боржин чулуун суурийн өндөр хатуулаг болон элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь вафли огтлох төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг улам бүр нэмэгдүүлдэг. Боржин чулуу нь Мохсын шатлалаар 6-7 хатуулагтай бөгөөд шахалтын бат бэх нь 120 МПа-аас давсан байдаг. Энэ нь огтлох явцад асар их даралт болон цохилтын хүчийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд деформацид өртөмтгий биш юм. Үүний зэрэгцээ, түүний нягт бүтэц нь элэгдэлд маш сайн тэсвэртэй байдлыг хангадаг. Байнга огтлох үед ч суурийн гадаргуу нь элэгдэлд өртөмтгий биш тул тоног төхөөрөмж удаан хугацаанд өндөр нарийвчлалтай ажиллах боломжтой.
Практик хэрэглээнд олон тооны вафли үйлдвэрлэх аж ахуйн нэгжүүд боржин чулуун суурьтай зүсэх төхөөрөмжийг нэвтрүүлснээр бүтээгдэхүүний гарц болон үйлдвэрлэлийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан. Дэлхийд тэргүүлэгч цутгах үйлдвэрийн мэдээллээс харахад боржин чулуун суурьтай тоног төхөөрөмжийг нэвтрүүлсний дараа вафли зүсэх гарц 88%-иас 95% хүртэл өссөн бөгөөд тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний мөчлөгийг гурван дахин уртасгаж, үйлдвэрлэлийн зардлыг үр дүнтэй бууруулж, зах зээлийн өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлсэн байна.
Эцэст нь хэлэхэд, маш сайн чичиргээний эсэргүүцэл, дулааны тогтвортой байдал, өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй боржин чулуун суурь нь вафли огтлох тоног төхөөрөмжийн цогц гүйцэтгэлийн баталгааг өгдөг. Хагас дамжуулагч технологи нь илүү өндөр нарийвчлал руу шилжих тусам боржин чулуун суурь нь вафли үйлдвэрлэлийн салбарт илүү чухал үүрэг гүйцэтгэж, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тасралтгүй инновацийн хөгжлийг дэмжих болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 5-р сарын 20