अर्धचालक मीटरिंग उपकरण में ग्रेनाइट प्लेटफार्मों की तापीय स्थिरता को मापा गया।

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सेमीकंडक्टर विनिर्माण के क्षेत्र में, परिशुद्धता उत्पाद की गुणवत्ता और प्रदर्शन की जीवन रेखा है। उत्पादन सटीकता सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण कड़ी के रूप में सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरण, अपने मुख्य घटकों की स्थिरता पर लगभग सख्त आवश्यकताएं लगाता है। उनमें से, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म, अपनी उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता के साथ, सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरण में एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है। यह लेख वास्तविक परीक्षण डेटा के माध्यम से सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरण में ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म के थर्मल स्थिरता प्रदर्शन का गहन विश्लेषण करेगा।
अर्धचालक विनिर्माण में माप उपकरणों की तापीय स्थिरता के लिए सख्त आवश्यकताएं
सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया अत्यंत जटिल और सटीक है, और चिप पर सर्किट लाइनों की चौड़ाई नैनोमीटर स्तर में प्रवेश कर गई है। ऐसी उच्च परिशुद्धता निर्माण प्रक्रिया में, तापमान में मामूली बदलाव भी उपकरण घटकों के थर्मल विस्तार और संकुचन का कारण बन सकता है, जिससे माप त्रुटियाँ हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया में, यदि मीटरिंग उपकरण की माप सटीकता 1 नैनोमीटर से विचलित होती है, तो यह चिप पर सर्किट में शॉर्ट सर्किट या ओपन सर्किट जैसी गंभीर समस्याएं पैदा कर सकती है, जिससे चिप को स्क्रैप करना पड़ सकता है। उद्योग के आंकड़ों के अनुसार, तापमान में हर 1 ℃ उतार-चढ़ाव के लिए, पारंपरिक धातु सामग्री मीटरिंग उपकरण प्लेटफ़ॉर्म कई नैनोमीटर के आयामी परिवर्तनों से गुजर सकता है। हालाँकि, सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए माप सटीकता को ± 0.1 नैनोमीटर के भीतर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, जो थर्मल स्थिरता को यह निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक बनाता है कि मीटरिंग उपकरण सेमीकंडक्टर निर्माण की माँगों को पूरा कर सकता है या नहीं।

ग्रेनाइट प्लेटफार्मों की तापीय स्थिरता के सैद्धांतिक लाभ
ग्रेनाइट, एक प्रकार के प्राकृतिक पत्थर के रूप में, एक कॉम्पैक्ट आंतरिक खनिज क्रिस्टलीकरण, एक सघन और एकसमान संरचना है, और थर्मल स्थिरता का प्राकृतिक लाभ रखता है। थर्मल विस्तार के गुणांक के संदर्भ में, ग्रेनाइट के थर्मल विस्तार का गुणांक बेहद कम है, आम तौर पर 4.5 से 6.5 × 10⁻⁶ / केल्विन तक होता है। इसके विपरीत, एल्यूमीनियम मिश्र धातु जैसे सामान्य धातु सामग्री के थर्मल विस्तार का गुणांक 23.8 × 10⁻⁶ / केल्विन जितना अधिक है, जो ग्रेनाइट से कई गुना अधिक है। इसका मतलब यह है कि समान तापमान भिन्नता की स्थिति में, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म का आयामी परिवर्तन धातु प्लेटफ़ॉर्म की तुलना में बहुत छोटा है, जो अर्धचालक मीटरिंग उपकरणों के लिए अधिक स्थिर माप संदर्भ प्रदान कर सकता है।
इसके अलावा, ग्रेनाइट की क्रिस्टल संरचना इसे ऊष्मा चालन की उत्कृष्ट एकरूपता प्रदान करती है। जब उपकरण संचालन से गर्मी उत्पन्न होती है या परिवेश का तापमान बदलता है, तो ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म तेज़ी से और समान रूप से गर्मी को दूर कर सकता है, जिससे स्थानीय ओवरहीटिंग या ओवरकूलिंग की घटनाओं से बचा जा सकता है, जिससे प्लेटफ़ॉर्म की समग्र तापमान स्थिरता को प्रभावी ढंग से बनाए रखा जा सकता है और माप सटीकता की स्थिरता सुनिश्चित की जा सकती है।
तापीय स्थिरता माप की प्रक्रिया और विधि
सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरण में ग्रेनाइट प्लेटफॉर्म की थर्मल स्थिरता का सटीक मूल्यांकन करने के लिए, हमने एक कठोर माप योजना तैयार की है। एक उच्च परिशुद्धता वाले सेमीकंडक्टर वेफर मापने वाले उपकरण का चयन करें, जो एक सुपर-परिशुद्धता संसाधित ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म से सुसज्जित है। प्रायोगिक वातावरण में, सेमीकंडक्टर निर्माण कार्यशाला में सामान्य तापमान भिन्नता सीमा का अनुकरण किया गया था, अर्थात, धीरे-धीरे 20 ℃ से 35 ℃ तक गर्म करना और फिर वापस 20 ℃ तक ठंडा करना। पूरी प्रक्रिया 8 घंटे तक चली।
मापन यंत्र के ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म पर, उच्च परिशुद्धता वाले मानक सिलिकॉन वेफ़र रखे जाते हैं, और नैनोस्केल सटीकता वाले विस्थापन सेंसर का उपयोग सिलिकॉन वेफ़र और प्लेटफ़ॉर्म के बीच वास्तविक समय में सापेक्ष स्थिति परिवर्तनों की निगरानी करने के लिए किया जाता है। इस बीच, प्लेटफ़ॉर्म की सतह पर तापमान वितरण की निगरानी के लिए प्लेटफ़ॉर्म पर विभिन्न स्थानों पर कई उच्च परिशुद्धता तापमान सेंसर व्यवस्थित किए जाते हैं। प्रयोग के दौरान, डेटा की पूर्णता और सटीकता सुनिश्चित करने के लिए हर 15 मिनट में विस्थापन डेटा और तापमान डेटा रिकॉर्ड किया गया।
मापा गया डेटा और परिणाम विश्लेषण
तापमान परिवर्तन और प्लेटफ़ॉर्म आकार परिवर्तन के बीच संबंध
प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि जब तापमान 20 डिग्री सेल्सियस से 35 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो ग्रेनाइट प्लेटफॉर्म के रैखिक आकार में परिवर्तन बेहद छोटा होता है। गणना के बाद, पूरी हीटिंग प्रक्रिया के दौरान, प्लेटफ़ॉर्म का अधिकतम रैखिक विस्तार केवल 0.3 नैनोमीटर है, जो अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रियाओं में माप सटीकता के लिए त्रुटि सहिष्णुता सीमा से बहुत कम है। शीतलन चरण के दौरान, प्लेटफ़ॉर्म का आकार लगभग पूरी तरह से प्रारंभिक अवस्था में वापस आ सकता है, और आकार परिवर्तन की विलंब घटना को अनदेखा किया जा सकता है। महत्वपूर्ण तापमान उतार-चढ़ाव के तहत भी बेहद कम आयामी परिवर्तन बनाए रखने की यह विशेषता ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म की उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता को पूरी तरह से मान्य करती है।
प्लेटफ़ॉर्म सतह पर तापमान की एकरूपता का विश्लेषण
तापमान संवेदक द्वारा एकत्र किए गए डेटा से पता चलता है कि उपकरण के संचालन और तापमान परिवर्तन की प्रक्रिया के दौरान, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म की सतह पर तापमान वितरण बेहद समान है। यहां तक ​​कि उस चरण के दौरान जब तापमान सबसे अधिक तीव्रता से बदलता है, प्लेटफ़ॉर्म की सतह पर प्रत्येक माप बिंदु के बीच तापमान अंतर हमेशा ± 0.1 ℃ के भीतर नियंत्रित होता है। समान तापमान वितरण असमान थर्मल तनाव के कारण प्लेटफ़ॉर्म विरूपण से प्रभावी रूप से बचता है, माप संदर्भ सतह की समतलता और स्थिरता सुनिश्चित करता है, और अर्धचालक मेट्रोलॉजी उपकरणों के लिए एक विश्वसनीय माप वातावरण प्रदान करता है।
पारंपरिक सामग्री प्लेटफार्मों के साथ तुलना
ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म के मापे गए डेटा की तुलना एल्युमिनियम मिश्र धातु प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करने वाले उसी प्रकार के सेमीकंडक्टर मीटरिंग उपकरण के साथ की गई, और अंतर महत्वपूर्ण थे। समान तापमान परिवर्तन स्थितियों के तहत, एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेटफ़ॉर्म का रैखिक विस्तार 2.5 नैनोमीटर जितना अधिक है, जो ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म के आठ गुना से अधिक है। इस बीच, एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्लेटफ़ॉर्म की सतह पर तापमान वितरण असमान है, जिसमें अधिकतम तापमान अंतर 0.8 ℃ तक पहुंच जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्लेटफ़ॉर्म का स्पष्ट विरूपण होता है और माप सटीकता को गंभीर रूप से प्रभावित करता है।
सेमीकंडक्टर मेट्रोलॉजी उपकरणों की सटीक दुनिया में, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म, अपनी उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता के साथ, माप सटीकता सुनिश्चित करने में मुख्य आधार बन गए हैं। मापा गया डेटा तापमान परिवर्तनों का जवाब देने में ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म के उत्कृष्ट प्रदर्शन को दृढ़ता से साबित करता है, जो सेमीकंडक्टर विनिर्माण उद्योग के लिए विश्वसनीय तकनीकी सहायता प्रदान करता है। जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर विनिर्माण प्रक्रियाएँ उच्च परिशुद्धता की ओर बढ़ती हैं, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म का थर्मल स्थिरता लाभ तेज़ी से प्रमुख होता जाएगा, जो उद्योग में तकनीकी नवाचार और विकास को लगातार आगे बढ़ाएगा।