સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગના ક્ષેત્રમાં, વેફર નિરીક્ષણ સાધનોની ચોકસાઈ સીધી રીતે ચિપ્સની ગુણવત્તા અને ઉપજ નક્કી કરે છે. કોર ડિટેક્શન ઘટકોને ટેકો આપતો પાયો હોવાથી, સાધનોના બેઝ મટિરિયલની પરિમાણીય સ્થિરતા સાધનોના લાંબા ગાળાના ઓપરેશનલ પ્રદર્શનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. વેફર નિરીક્ષણ સાધનો માટે ગ્રેનાઈટ અને કાસ્ટ આયર્ન બે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા બેઝ મટિરિયલ્સ છે. 10 વર્ષના તુલનાત્મક અભ્યાસમાં પરિમાણીય સ્થિરતાના સંદર્ભમાં તેમની વચ્ચેના નોંધપાત્ર તફાવતો જાહેર થયા છે, જે સાધનોની પસંદગી માટે મહત્વપૂર્ણ સંદર્ભો પૂરા પાડે છે.
પ્રાયોગિક પૃષ્ઠભૂમિ અને ડિઝાઇન
સેમિકન્ડક્ટર વેફર્સની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં શોધ ચોકસાઈ માટે અત્યંત ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ હોય છે. માઇક્રોમીટર-સ્તરના પરિમાણીય વિચલન પણ ચિપ પ્રદર્શનમાં ઘટાડો અથવા સ્ક્રેપિંગ તરફ દોરી શકે છે. લાંબા ગાળાના ઉપયોગ દરમિયાન ગ્રેનાઈટ અને કાસ્ટ આયર્નની પરિમાણીય સ્થિરતાનું અન્વેષણ કરવા માટે, સંશોધન ટીમે એવા પ્રયોગો ડિઝાઇન કર્યા જે વાસ્તવિક કાર્યકારી વાતાવરણનું અનુકરણ કરે છે. સમાન સ્પષ્ટીકરણના ગ્રેનાઈટ અને કાસ્ટ આયર્ન નમૂનાઓ પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા અને પર્યાવરણીય ચેમ્બરમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા જ્યાં તાપમાન 15℃ થી 35℃ સુધી વધઘટ થતું હતું અને ભેજ 30% થી 70% RH સુધી વધઘટ થતો હતો. સાધનોના સંચાલન દરમિયાન યાંત્રિક કંપનનું અનુકરણ વાઇબ્રેશન ટેબલ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. નમૂનાઓના મુખ્ય પરિમાણો દર ક્વાર્ટરમાં ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા લેસર ઇન્ટરફેરોમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવતા હતા, અને ડેટા 10 વર્ષ સુધી સતત રેકોર્ડ કરવામાં આવતો હતો.
પ્રાયોગિક પરિણામ: ગ્રેનાઈટનો સંપૂર્ણ ફાયદો
દસ વર્ષના પ્રાયોગિક ડેટા દર્શાવે છે કે ગ્રેનાઈટ સબસ્ટ્રેટ આશ્ચર્યજનક સ્થિરતા દર્શાવે છે. તેનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક અત્યંત ઓછો છે, સરેરાશ માત્ર 4.6×10⁻⁶/℃ છે. તાપમાનમાં તીવ્ર ફેરફાર હેઠળ, પરિમાણીય વિચલન હંમેશા ±0.001mm ની અંદર નિયંત્રિત થાય છે. ભેજના ફેરફારોનો સામનો કરવા માટે, ગ્રેનાઈટની ગાઢ રચના તેને લગભગ અપ્રભાવિત બનાવે છે, અને કોઈ માપી શકાય તેવા પરિમાણીય ફેરફારો થતા નથી. યાંત્રિક કંપન વાતાવરણમાં, ગ્રેનાઈટની ઉત્તમ ભીનાશક લાક્ષણિકતાઓ કંપન ઊર્જાને અસરકારક રીતે શોષી લે છે, અને પરિમાણીય વધઘટ અત્યંત નાની છે.
તેનાથી વિપરીત, કાસ્ટ આયર્ન સબસ્ટ્રેટ માટે, તેનો સરેરાશ થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃ સુધી પહોંચે છે, અને 10 વર્ષમાં તાપમાનમાં ફેરફારને કારણે મહત્તમ પરિમાણીય વિચલન ±0.05mm છે. ભેજવાળા વાતાવરણમાં, કાસ્ટ આયર્ન કાટ અને કાટ લાગવાની સંભાવના ધરાવે છે. કેટલાક નમૂનાઓ સ્થાનિક વિકૃતિ દર્શાવે છે, અને પરિમાણીય વિચલન વધુ વધે છે. યાંત્રિક કંપનની ક્રિયા હેઠળ, કાસ્ટ આયર્નમાં કંપન ભીનાશક કામગીરી નબળી હોય છે અને તેનું કદ વારંવાર વધઘટ થાય છે, જેના કારણે વેફર નિરીક્ષણની ઉચ્ચ-ચોકસાઇ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી મુશ્કેલ બને છે.
સ્થિરતામાં તફાવતનું આવશ્યક કારણ
ગ્રેનાઈટ લાખો વર્ષોથી ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા રચાયો હતો. તેની આંતરિક રચના ગાઢ અને એકસમાન છે, અને ખનિજ સ્ફટિકો સ્થિર રીતે ગોઠવાયેલા છે, જે સ્વભાવે આંતરિક તાણને દૂર કરે છે. આ તેને તાપમાન, ભેજ અને કંપન જેવા બાહ્ય પરિબળોમાં થતા ફેરફારો પ્રત્યે અત્યંત અસંવેદનશીલ બનાવે છે. કાસ્ટ આયર્ન કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે અને તેમાં છિદ્રો અને રેતીના છિદ્રો જેવા સૂક્ષ્મ ખામીઓ હોય છે. દરમિયાન, કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતો અવશેષ તાણ બાહ્ય વાતાવરણના ઉત્તેજના હેઠળ પરિમાણીય ફેરફારોનું કારણ બને છે. કાસ્ટ આયર્નના ધાતુ ગુણધર્મો ભેજને કારણે તેને કાટ લાગવાની સંભાવના બનાવે છે, માળખાકીય નુકસાનને વેગ આપે છે અને પરિમાણીય સ્થિરતા ઘટાડે છે.
વેફર નિરીક્ષણ સાધનો પર અસર
ગ્રેનાઈટ સબસ્ટ્રેટ પર આધારિત વેફર નિરીક્ષણ સાધનો, તેના સ્થિર પરિમાણીય પ્રદર્શન સાથે, ખાતરી કરી શકે છે કે નિરીક્ષણ સિસ્ટમ લાંબા સમય સુધી ઉચ્ચ ચોકસાઇ જાળવી રાખે છે, સાધનોની ચોકસાઈના પ્રવાહને કારણે થતી ખોટી ગણતરી અને ખોવાયેલી શોધને ઘટાડે છે અને ઉત્પાદન ઉપજમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. દરમિયાન, ઓછી જાળવણી આવશ્યકતાઓ સાધનોના સંપૂર્ણ જીવન ચક્ર ખર્ચને ઘટાડે છે. કાસ્ટ આયર્ન સબસ્ટ્રેટનો ઉપયોગ કરતા સાધનો, નબળી પરિમાણીય સ્થિરતાને કારણે, વારંવાર માપાંકન અને જાળવણીની જરૂર પડે છે. આ માત્ર સંચાલન ખર્ચમાં વધારો કરતું નથી પરંતુ અપૂરતી ચોકસાઇને કારણે સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને પણ અસર કરી શકે છે, જેના કારણે સંભવિત આર્થિક નુકસાન થઈ શકે છે.
સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગના ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને સારી ગુણવત્તાના પ્રયાસના વલણ હેઠળ, વેફર નિરીક્ષણ સાધનો માટે બેઝ મટિરિયલ તરીકે ગ્રેનાઈટ પસંદ કરવું એ નિઃશંકપણે સાધનોની કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા અને સાહસોની સ્પર્ધાત્મકતા વધારવા માટે એક સમજદાર પગલું છે.
પોસ્ટ સમય: મે-૧૪-૨૦૨૫