Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish sohasida aniqlik mahsulot sifati va ishlashining asosiy omilidir. Yarimo'tkazgichlarni o'lchash uskunalari, ishlab chiqarish aniqligini ta'minlashning asosiy bo'g'ini sifatida, o'zining asosiy komponentlarining barqarorligiga deyarli qat'iy talablar qo'yadi. Ular orasida ajoyib issiqlik barqarorligi bilan granit platforma yarimo'tkazgichlarni o'lchash uskunalarida ajralmas rol o'ynaydi. Ushbu maqolada haqiqiy sinov ma'lumotlari orqali yarimo'tkazgichlarni o'lchash uskunalarida granit platformalarining issiqlik barqarorligi ko'rsatkichlari chuqur tahlil qilinadi.
Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda o'lchash uskunalarining termal barqarorligiga qat'iy talablar
Yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish jarayoni nihoyatda murakkab va aniq bo'lib, chipdagi elektron chiziqlarining kengligi nanometr darajasiga yetdi. Bunday yuqori aniqlikdagi ishlab chiqarish jarayonida hatto eng kichik harorat o'zgarishi ham uskunaning tarkibiy qismlarining issiqlik kengayishi va qisqarishiga olib kelishi mumkin, shu bilan o'lchash xatolarini keltirib chiqaradi. Masalan, fotolitografiya jarayonida, agar o'lchash uskunasining o'lchash aniqligi 1 nanometrga og'sa, bu chipdagi kontaktlarning qisqa tutashuvi yoki ochiq tutashuvi kabi jiddiy muammolarga olib kelishi mumkin, bu esa chipning ishdan chiqishiga olib keladi. Sanoat ma'lumotlari statistikasiga ko'ra, haroratning har 1 ℃ tebranishi uchun an'anaviy metall materiallarni o'lchash uskunalari platformasi bir necha nanometr o'lchamdagi o'zgarishlarga duch kelishi mumkin. Biroq, yarimo'tkazgichlarni ishlab chiqarish o'lchov aniqligini ±0,1 nanometr ichida boshqarishni talab qiladi, bu esa o'lchash uskunasining yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish talablariga javob bera olishini aniqlashda termal barqarorlikni asosiy omilga aylantiradi.
Granit platformalarining termal barqarorligining nazariy afzalliklari
Granit, tabiiy toshning bir turi sifatida, ixcham ichki mineral kristallanishga, zich va bir xil tuzilishga ega va issiqlik barqarorligining tabiiy afzalliklariga ega. Issiqlik kengayish koeffitsienti jihatidan granitning issiqlik kengayish koeffitsienti juda past, odatda 4,5 dan 6,5 × 10⁻⁶/K gacha. Aksincha, alyuminiy qotishmalari kabi keng tarqalgan metall materiallarning issiqlik kengayish koeffitsienti 23,8 × 10⁻⁶/K gacha, bu granitnikidan bir necha baravar ko'p. Bu shuni anglatadiki, bir xil harorat o'zgarishi sharoitida granit platformasining o'lcham o'zgarishi metall platformanikidan ancha kichikroq bo'lib, bu yarimo'tkazgich o'lchash uskunalari uchun yanada barqaror o'lchov ma'lumotlarini taqdim etishi mumkin.
Bundan tashqari, granitning kristall tuzilishi unga issiqlik o'tkazuvchanligining ajoyib bir xilligini ta'minlaydi. Uskunaning ishlashi issiqlik hosil qilganda yoki atrof-muhit harorati o'zgarganda, granit platforma issiqlikni tez va teng ravishda o'tkazib, mahalliy qizib ketish yoki haddan tashqari sovutish hodisalarining oldini oladi, shu bilan platformaning umumiy harorat barqarorligini samarali saqlaydi va o'lchov aniqligining barqarorligini yanada ta'minlaydi.
Termal barqarorlikni o'lchash jarayoni va usuli
Yarimo'tkazgich o'lchash uskunalarida granit platformasining termal barqarorligini aniq baholash uchun biz qat'iy o'lchov sxemasini ishlab chiqdik. Yuqori aniqlikdagi yarimo'tkazgichli plastinka o'lchash asbobini tanlang, u o'ta aniqlikdagi ishlov berilgan granit platforma bilan jihozlangan. Tajriba muhitida yarimo'tkazgich ishlab chiqarish ustaxonasidagi umumiy harorat o'zgarishi diapazoni simulyatsiya qilindi, ya'ni asta-sekin 20℃ dan 35℃ gacha qizdirildi va keyin yana 20℃ gacha sovitildi. Butun jarayon 8 soat davom etdi.
O'lchov asbobining granit platformasida yuqori aniqlikdagi standart kremniy plastinkalari joylashtirilgan va kremniy plastinkalari va platforma o'rtasidagi nisbiy pozitsiya o'zgarishlarini real vaqt rejimida kuzatish uchun nanoskalali aniqlikka ega siljish sensorlari qo'llaniladi. Shu bilan birga, platforma yuzasida harorat taqsimotini kuzatish uchun platformaning turli pozitsiyalariga bir nechta yuqori aniqlikdagi harorat sensorlari joylashtirilgan. Tajriba davomida ma'lumotlarning to'liqligi va aniqligini ta'minlash uchun siljish ma'lumotlari va harorat ma'lumotlari har 15 daqiqada qayd etildi.
O'lchangan ma'lumotlar va natijalarni tahlil qilish
Harorat o'zgarishi va platforma hajmining o'zgarishi o'rtasidagi bog'liqlik
Eksperimental ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, harorat 20℃ dan 35℃ gacha ko'tarilganda, granit platformasining chiziqli o'lchamidagi o'zgarish juda kichik. Hisoblashdan so'ng, butun isitish jarayonida platformaning maksimal chiziqli kengayishi atigi 0,3 nanometrni tashkil etadi, bu yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayonlarida o'lchov aniqligi uchun xatolarga chidamlilik diapazonidan ancha past. Sovutish bosqichida platforma hajmi deyarli butunlay dastlabki holatga qaytishi mumkin va o'lcham o'zgarishining kechikish hodisasini e'tiborsiz qoldirish mumkin. Haroratning sezilarli darajada o'zgarishi sharoitida ham juda past o'lchamli o'zgarishlarni saqlab qolishning bu xususiyati granit platformasining ajoyib issiqlik barqarorligini to'liq tasdiqlaydi.
Platforma yuzasida harorat bir xilligini tahlil qilish
Harorat sensori tomonidan to'plangan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, uskunaning ishlashi va harorat o'zgarishi jarayonida granit platforma yuzasida harorat taqsimoti juda bir xil bo'ladi. Harorat eng kuchli o'zgarib turadigan bosqichda ham, platforma yuzasidagi har bir o'lchash nuqtasi orasidagi harorat farqi har doim ±0,1 ℃ ichida boshqariladi. Haroratning bir xil taqsimoti notekis termal kuchlanish tufayli platforma deformatsiyasining oldini oladi, o'lchov mos yozuvlar yuzasining tekisligi va barqarorligini ta'minlaydi va yarimo'tkazgich metrologiya uskunalari uchun ishonchli o'lchash muhitini yaratadi.
An'anaviy material platformalari bilan taqqoslaganda
Granit platformasining o'lchangan ma'lumotlari alyuminiy qotishma platformasidan foydalangan holda bir xil turdagi yarimo'tkazgich o'lchash uskunasining ma'lumotlari bilan taqqoslandi va farqlar sezilarli bo'ldi. Harorat o'zgarishi sharoitida alyuminiy qotishma platformasining chiziqli kengayishi 2,5 nanometrgacha yetadi, bu granit platformasining sakkiz baravaridan ko'p. Shu bilan birga, alyuminiy qotishma platformasining yuzasida harorat taqsimoti notekis bo'lib, maksimal harorat farqi 0,8 ℃ ga etadi, bu esa platformaning aniq deformatsiyasiga olib keladi va o'lchov aniqligiga jiddiy ta'sir qiladi.
Yarimo'tkazgichlar metrologiya uskunalarining aniq dunyosida, ajoyib termal barqarorlikka ega granit platformalari o'lchov aniqligini ta'minlashda asosiy tayanchga aylandi. O'lchangan ma'lumotlar granit platformasining harorat o'zgarishiga javob berishda va yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish sanoati uchun ishonchli texnik yordam ko'rsatishda ajoyib ishlashini kuchli isbotlaydi. Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish jarayonlari yuqori aniqlikka qarab rivojlanib borishi bilan, granit platformalarining termal barqarorlik afzalligi tobora ko'proq e'tiborga olinadi va sanoatda texnologik innovatsiyalar va rivojlanishni doimiy ravishda rag'batlantiradi.
Nashr vaqti: 2025-yil 13-may