अर्धचालक निर्माण के क्षेत्र में, वेफर निरीक्षण उपकरणों की सटीकता सीधे चिप्स की गुणवत्ता और उत्पादकता निर्धारित करती है। कोर डिटेक्शन घटकों को सहारा देने वाले आधार के रूप में, उपकरण की आधार सामग्री की आयामी स्थिरता उपकरण के दीर्घकालिक परिचालन प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ग्रेनाइट और कच्चा लोहा वेफर निरीक्षण उपकरणों के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली दो आधार सामग्री हैं। 10 वर्षों के एक तुलनात्मक अध्ययन ने आयामी स्थिरता के संदर्भ में उनके बीच महत्वपूर्ण अंतरों को उजागर किया है, जो उपकरण चयन के लिए महत्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करता है।
प्रयोगात्मक पृष्ठभूमि और डिज़ाइन
अर्धचालक वेफर्स की उत्पादन प्रक्रिया में सटीकता का पता लगाने की अत्यधिक उच्च आवश्यकता होती है। एक माइक्रोमीटर-स्तर का आयामी विचलन भी चिप के प्रदर्शन में गिरावट या यहाँ तक कि स्क्रैपिंग का कारण बन सकता है। दीर्घकालिक उपयोग के दौरान ग्रेनाइट और कच्चे लोहे की आयामी स्थिरता का पता लगाने के लिए, अनुसंधान दल ने ऐसे प्रयोगों की रूपरेखा तैयार की जो वास्तविक कार्य वातावरण का अनुकरण करते थे। समान विनिर्देशों वाले ग्रेनाइट और कच्चे लोहे के नमूने चुने गए और उन्हें एक पर्यावरण कक्ष में रखा गया जहाँ तापमान 15°C से 35°C और आर्द्रता 30% से 70% सापेक्ष आर्द्रता के बीच उतार-चढ़ाव करती रही। उपकरण के संचालन के दौरान यांत्रिक कंपन को एक कंपन तालिका के माध्यम से अनुकरण किया गया। नमूनों के प्रमुख आयामों को हर तिमाही में एक उच्च-परिशुद्धता वाले लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके मापा गया, और 10 वर्षों तक लगातार डेटा रिकॉर्ड किया गया।
प्रायोगिक परिणाम: ग्रेनाइट का पूर्ण लाभ
दस वर्षों के प्रायोगिक आँकड़े दर्शाते हैं कि ग्रेनाइट सब्सट्रेट अद्भुत स्थिरता प्रदर्शित करता है। इसका तापीय प्रसार गुणांक अत्यंत कम है, औसतन केवल 4.6×10⁻⁶/°C। अत्यधिक तापमान परिवर्तन के अंतर्गत, विमीय विचलन हमेशा ±0.001 मिमी के भीतर नियंत्रित रहता है। आर्द्रता में परिवर्तन के बावजूद, ग्रेनाइट की सघन संरचना इसे लगभग अप्रभावित रखती है, और कोई मापनीय विमीय परिवर्तन नहीं होता है। यांत्रिक कंपन वातावरण में, ग्रेनाइट की उत्कृष्ट अवमंदन विशेषताएँ कंपन ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित करती हैं, और विमीय उतार-चढ़ाव अत्यंत कम होता है।
इसके विपरीत, कच्चे लोहे के सब्सट्रेट के लिए, इसका औसत तापीय प्रसार गुणांक 11×10⁻⁶/°C - 13×10⁻⁶/°C तक पहुँच जाता है, और 10 वर्षों के भीतर तापमान परिवर्तन के कारण होने वाला अधिकतम आयामी विचलन ±0.05 मिमी होता है। आर्द्र वातावरण में, कच्चा लोहा जंग और क्षरण के लिए प्रवण होता है। कुछ नमूनों में स्थानीय विरूपण दिखाई देता है, और आयामी विचलन और भी बढ़ जाता है। यांत्रिक कंपन के प्रभाव में, कच्चे लोहे का कंपन अवमंदन प्रदर्शन खराब होता है और इसका आकार बार-बार बदलता रहता है, जिससे वेफर निरीक्षण की उच्च-सटीक आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है।
स्थिरता में अंतर का आवश्यक कारण
ग्रेनाइट का निर्माण करोड़ों वर्षों में भूगर्भीय प्रक्रियाओं के माध्यम से हुआ है। इसकी आंतरिक संरचना सघन और एकसमान है, और खनिज क्रिस्टल स्थिर रूप से व्यवस्थित हैं, जो स्वाभाविक रूप से आंतरिक तनाव को दूर करते हैं। यह इसे तापमान, आर्द्रता और कंपन जैसे बाह्य कारकों में होने वाले परिवर्तनों के प्रति अत्यंत असंवेदनशील बनाता है। कच्चा लोहा ढलाई प्रक्रिया द्वारा बनाया जाता है और इसके अंदर छिद्र और रेत के छिद्र जैसे सूक्ष्म दोष होते हैं। साथ ही, ढलाई प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट तनाव बाह्य वातावरण की उत्तेजना के कारण आयामी परिवर्तन का कारण बन सकता है। कच्चे लोहे के धात्विक गुण इसे आर्द्रता के कारण जंग लगने के लिए प्रवण बनाते हैं, जिससे संरचनात्मक क्षति में तेजी आती है और आयामी स्थिरता कम हो जाती है।
वेफर निरीक्षण उपकरण पर प्रभाव
ग्रेनाइट सब्सट्रेट पर आधारित वेफर निरीक्षण उपकरण, अपने स्थिर आयामी प्रदर्शन के साथ, यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि निरीक्षण प्रणाली लंबे समय तक उच्च परिशुद्धता बनाए रखे, उपकरण सटीकता में बदलाव के कारण होने वाली गलत धारणाओं और चूक को कम करे, और उत्पाद की उपज में उल्लेखनीय सुधार करे। साथ ही, कम रखरखाव आवश्यकताओं के कारण उपकरण की संपूर्ण जीवन-चक्र लागत कम हो जाती है। कच्चा लोहा सब्सट्रेट का उपयोग करने वाले उपकरणों को, खराब आयामी स्थिरता के कारण, बार-बार अंशांकन और रखरखाव की आवश्यकता होती है। इससे न केवल परिचालन लागत बढ़ती है, बल्कि अपर्याप्त परिशुद्धता के कारण अर्धचालक उत्पादन की गुणवत्ता भी प्रभावित हो सकती है, जिससे संभावित आर्थिक नुकसान हो सकता है।
सेमीकंडक्टर उद्योग की उच्च परिशुद्धता और बेहतर गुणवत्ता की खोज की प्रवृत्ति के तहत, वेफर निरीक्षण उपकरण के लिए आधार सामग्री के रूप में ग्रेनाइट का चयन करना निस्संदेह उपकरण प्रदर्शन सुनिश्चित करने और उद्यमों की प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने के लिए एक बुद्धिमान कदम है।
पोस्ट करने का समय: 14 मई 2025