सेमीकंडक्टर उपकरणों में ग्रेनाइट के पुर्जों के लिए वैकल्पिक सामग्री क्या हैं? ग्रेनाइट की तुलना में इन वैकल्पिक सामग्रियों के क्या फायदे और नुकसान हैं?

ग्रेनाइट अपने उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों, ऊष्मीय स्थिरता और कम ऊष्मीय विस्तार गुणांक के कारण अर्धचालक उद्योग में एक आम तौर पर इस्तेमाल होने वाली सामग्री रही है। हालांकि, उच्च परिशुद्धता और उत्पादकता की बढ़ती मांग के साथ, अर्धचालक उपकरण घटकों के निर्माण के लिए वैकल्पिक सामग्रियां व्यवहार्य विकल्पों के रूप में उभरी हैं। इस लेख में, हम अर्धचालक उपकरणों में ग्रेनाइट के स्थान पर उपयोग होने वाली कुछ वैकल्पिक सामग्रियों का पता लगाएंगे और उनके लाभ और हानियों की तुलना करेंगे।

ग्रेनाइट भागों के लिए वैकल्पिक सामग्री

1. कांच-सिरेमिक सामग्री

ज़ेरोडुर और सर्विट जैसे ग्लास-सिरेमिक पदार्थों का अर्धचालक उद्योग में व्यापक उपयोग हो रहा है, क्योंकि इनका तापीय विस्तार गुणांक सिलिकॉन के लगभग बराबर होता है। परिणामस्वरूप, ये पदार्थ अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में बेहतर तापीय स्थिरता और उच्च परिशुद्धता प्रदान करते हैं। विशेष रूप से, ज़ेरोडुर में उच्च स्तर की समरूपता और स्थिरता होती है, जो इसे लिथोग्राफी उपकरण के निर्माण के लिए उपयुक्त बनाती है।

लाभ:

- कम तापीय प्रसार गुणांक
- उच्च परिशुद्धता और स्थिरता
- उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त

हानियाँ:

ग्रेनाइट की तुलना में अधिक लागत
- अपेक्षाकृत भंगुर होने के कारण, मशीनिंग और हैंडलिंग में चुनौतियां उत्पन्न हो सकती हैं।

2. सिरेमिक

एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al2O3), सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) और सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4) जैसी सिरेमिक सामग्री में उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, उच्च तापमान प्रतिरोध और कम तापीय विस्तार गुणांक होता है। ये गुण सिरेमिक को अर्धचालक उपकरण के उन भागों के लिए आदर्श बनाते हैं जिन्हें उच्च तापीय स्थिरता और परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, जैसे कि वेफर स्टेज और चक।

लाभ:

- उच्च तापीय स्थिरता और मजबूती
- कम तापीय विस्तार गुणांक
- उच्च घिसाव प्रतिरोध और रासायनिक निष्क्रियता

हानियाँ:

- यह भंगुर हो सकता है और इसमें दरार पड़ने की संभावना होती है, खासकर मशीनिंग और हैंडलिंग के दौरान।
सिरेमिक की मशीनिंग और पॉलिशिंग चुनौतीपूर्ण और समय लेने वाली हो सकती है।

3. धातुएँ

स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम जैसी धातु-आधारित सामग्रियों का उपयोग कुछ सेमीकंडक्टर उपकरण भागों के लिए किया जाता है, क्योंकि इनमें उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी और उच्च मजबूती होती है। इनका उपयोग आमतौर पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां उच्च तापीय स्थिरता की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे कि चैम्बर के भाग, कपलिंग और फीडथ्रू।

लाभ:

- अच्छी मशीनिंग और वेल्डिंग क्षमता
- उच्च शक्ति और लचीलापन
- कुछ वैकल्पिक सामग्रियों की तुलना में कम लागत

हानियाँ:

- उच्च तापीय विस्तार गुणांक
- ऊष्मीय विस्तार संबंधी समस्याओं के कारण उच्च तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है
- जंग लगने और दूषित होने की आशंका

निष्कर्ष:

संक्षेप में, हालांकि सेमीकंडक्टर उपकरण के पुर्जों के लिए ग्रेनाइट एक लोकप्रिय विकल्प रहा है, लेकिन वैकल्पिक सामग्रियां भी सामने आई हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने अनूठे फायदे और नुकसान हैं। ग्लास-सिरेमिक सामग्रियां अत्यधिक सटीक और स्थिर होती हैं, लेकिन भंगुर हो सकती हैं। सिरेमिक मजबूत होते हैं और इनमें उत्कृष्ट ऊष्मीय स्थिरता होती है, लेकिन ये भी भंगुर हो सकते हैं, जिससे इनका निर्माण अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है। धातुएं सस्ती, मशीनेबल और तन्य होती हैं, लेकिन इनमें ऊष्मीय विस्तार का गुणांक अधिक होता है और ये संक्षारण और संदूषण के प्रति संवेदनशील होती हैं। सेमीकंडक्टर उपकरणों के लिए सामग्री का चयन करते समय, अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं पर विचार करना और लागत, प्रदर्शन और विश्वसनीयता के बीच संतुलन बनाने वाली सामग्रियों का चयन करना महत्वपूर्ण है।