सेमीकंडक्टर निर्माण के क्षेत्र में, वेफर निरीक्षण उपकरण की सटीकता सीधे तौर पर चिप्स की गुणवत्ता और उत्पादन को निर्धारित करती है। कोर डिटेक्शन घटकों को सहारा देने वाले आधार के रूप में, उपकरण के आधार सामग्री की आयामी स्थिरता उपकरण के दीर्घकालिक परिचालन प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ग्रेनाइट और कच्चा लोहा वेफर निरीक्षण उपकरण के लिए आमतौर पर उपयोग की जाने वाली दो आधार सामग्री हैं। 10 वर्षों के 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।
प्रायोगिक पृष्ठभूमि और डिजाइन
सेमीकंडक्टर वेफर्स के उत्पादन प्रक्रिया में पहचान की सटीकता के लिए अत्यंत उच्च आवश्यकताएं होती हैं। यहां तक कि एक माइक्रोमीटर स्तर का आयामी विचलन भी चिप के प्रदर्शन में गिरावट या यहां तक कि उसे स्क्रैप करने का कारण बन सकता है। ग्रेनाइट और कास्ट आयरन की आयामी स्थिरता का दीर्घकालिक उपयोग के दौरान अध्ययन करने के लिए, शोध दल ने वास्तविक कार्य वातावरण का अनुकरण करने वाले प्रयोगों को डिजाइन किया। समान विशिष्टताओं वाले ग्रेनाइट और कास्ट आयरन के नमूनों का चयन किया गया और उन्हें एक ऐसे वातावरण कक्ष में रखा गया जहां तापमान 15℃ से 35℃ और आर्द्रता 30% से 70% सापेक्ष आर्द्रता के बीच घटती-बढ़ती रही। उपकरण के संचालन के दौरान यांत्रिक कंपन का अनुकरण एक कंपन तालिका के माध्यम से किया गया। नमूनों के प्रमुख आयामों को प्रत्येक तिमाही में एक उच्च-सटीकता वाले लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके मापा गया और डेटा को 10 वर्षों तक लगातार रिकॉर्ड किया गया।
प्रायोगिक परिणाम: ग्रेनाइट का पूर्ण लाभ
दस वर्षों के प्रायोगिक आंकड़ों से पता चलता है कि ग्रेनाइट सब्सट्रेट आश्चर्यजनक स्थिरता प्रदर्शित करता है। इसका ऊष्मीय प्रसार गुणांक अत्यंत कम है, औसतन केवल 4.6×10⁻⁶/℃। तापमान में तीव्र परिवर्तन होने पर भी, आयामी विचलन हमेशा ±0.001 मिमी के भीतर नियंत्रित रहता है। आर्द्रता में परिवर्तन होने पर भी, ग्रेनाइट की सघन संरचना लगभग अप्रभावित रहती है और कोई मापने योग्य आयामी परिवर्तन नहीं होता है। यांत्रिक कंपन वाले वातावरण में, ग्रेनाइट के उत्कृष्ट अवमंदन गुण कंपन ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित करते हैं और आयामी उतार-चढ़ाव अत्यंत कम होता है।
इसके विपरीत, ढलवां लोहे के सब्सट्रेट के लिए, इसका औसत तापीय प्रसार गुणांक 11×10⁻⁶/℃ से 13×10⁻⁶/℃ तक पहुँच जाता है, और 10 वर्षों के भीतर तापमान परिवर्तन के कारण अधिकतम आयामी विचलन ±0.05 मिमी होता है। नम वातावरण में, ढलवां लोहा जंग और संक्षारण के प्रति संवेदनशील होता है। कुछ नमूनों में स्थानीय विरूपण दिखाई देता है, जिससे आयामी विचलन और बढ़ जाता है। यांत्रिक कंपन के प्रभाव में, ढलवां लोहे का कंपन अवमंदन प्रदर्शन खराब होता है और इसका आकार बार-बार बदलता रहता है, जिससे वेफर निरीक्षण की उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है।
स्थिरता में अंतर का मूल कारण
ग्रेनाइट का निर्माण सैकड़ों लाखों वर्षों की भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के माध्यम से हुआ है। इसकी आंतरिक संरचना सघन और एकसमान है, और खनिज क्रिस्टल स्थिर रूप से व्यवस्थित हैं, जिससे आंतरिक तनाव स्वाभाविक रूप से समाप्त हो जाता है। यह इसे तापमान, आर्द्रता और कंपन जैसे बाहरी कारकों में होने वाले परिवर्तनों के प्रति अत्यंत असंवेदनशील बनाता है। ढलवां लोहा ढलाई प्रक्रिया द्वारा बनाया जाता है और इसमें सूक्ष्म दोष जैसे छिद्र और रेत के छेद होते हैं। वहीं, ढलाई प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट तनाव बाहरी वातावरण के प्रभाव में आयामी परिवर्तन का कारण बन सकता है। ढलवां लोहे के धात्विक गुण इसे आर्द्रता के कारण जंग लगने के प्रति संवेदनशील बनाते हैं, जिससे संरचनात्मक क्षति तेज होती है और आयामी स्थिरता कम हो जाती है।
वेफर निरीक्षण उपकरणों पर प्रभाव
ग्रेनाइट सब्सट्रेट पर आधारित वेफर निरीक्षण उपकरण, अपने स्थिर आयामी प्रदर्शन के साथ, यह सुनिश्चित कर सकता है कि निरीक्षण प्रणाली लंबे समय तक उच्च परिशुद्धता बनाए रखे, उपकरण की सटीकता में विचलन के कारण होने वाली गलत निर्णय और चूक को कम करे, और उत्पाद की पैदावार में उल्लेखनीय सुधार करे। साथ ही, कम रखरखाव आवश्यकताओं के कारण उपकरण की संपूर्ण जीवनचक्र लागत कम हो जाती है। कच्चा लोहा सब्सट्रेट का उपयोग करने वाले उपकरण, 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 में उच्च परिशुद्धता और बेहतर गुणवत्ता की बढ़ती मांग को देखते हुए, वेफर निरीक्षण उपकरणों के लिए आधार सामग्री के रूप में ग्रेनाइट का चयन करना, उपकरण के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने और उद्यमों की प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने के लिए निस्संदेह एक बुद्धिमानी भरा कदम है।
पोस्ट करने का समय: 14 मई 2025