സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ താപ സ്ഥിരത അളക്കുന്നു.

​
സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ, ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാരത്തിന്റെയും പ്രകടനത്തിന്റെയും ജീവനാഡിയാണ് കൃത്യത. ഉൽ‌പാദന കൃത്യത ഉറപ്പാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന കണ്ണി എന്ന നിലയിൽ സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, അതിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളുടെ സ്ഥിരതയ്ക്ക് ഏതാണ്ട് കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ ചുമത്തുന്നു. അവയിൽ, മികച്ച താപ സ്ഥിരതയുള്ള ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം, സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. യഥാർത്ഥ പരിശോധനാ ഡാറ്റയിലൂടെ സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ താപ സ്ഥിരത പ്രകടനത്തെക്കുറിച്ച് ആഴത്തിലുള്ള വിശകലനം ഈ ലേഖനം നടത്തും.
സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണത്തിൽ അളക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങളുടെ താപ സ്ഥിരതയ്ക്കുള്ള കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ
സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ വളരെ സങ്കീർണ്ണവും കൃത്യവുമാണ്, കൂടാതെ ചിപ്പിലെ സർക്യൂട്ട് ലൈനുകളുടെ വീതി നാനോമീറ്റർ തലത്തിലേക്ക് എത്തിയിരിക്കുന്നു. ഇത്രയും ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ചെറിയ താപനില മാറ്റം പോലും ഉപകരണ ഘടകങ്ങളുടെ താപ വികാസത്തിനും സങ്കോചത്തിനും കാരണമാകും, അതുവഴി അളവെടുപ്പ് പിശകുകൾക്ക് കാരണമാകും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ, മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ അളവെടുപ്പ് കൃത്യത 1 നാനോമീറ്റർ വ്യതിചലിച്ചാൽ, അത് ചിപ്പിലെ സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഓപ്പൺ സർക്യൂട്ടുകൾ പോലുള്ള ഗുരുതരമായ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമായേക്കാം, ഇത് ചിപ്പ് സ്ക്രാപ്പുചെയ്യുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. വ്യവസായ ഡാറ്റ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ അനുസരിച്ച്, താപനിലയിലെ ഓരോ 1℃ ഏറ്റക്കുറച്ചിലിനും, പരമ്പരാഗത ലോഹ മെറ്റീരിയൽ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണ പ്ലാറ്റ്‌ഫോം നിരവധി നാനോമീറ്ററുകളുടെ ഡൈമൻഷണൽ മാറ്റങ്ങൾക്ക് വിധേയമായേക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണത്തിന് ±0.1 നാനോമീറ്ററിനുള്ളിൽ അളവെടുപ്പ് കൃത്യത നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണത്തിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുമോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ താപ സ്ഥിരതയെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാക്കുന്നു.

ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ താപ സ്ഥിരതയുടെ സൈദ്ധാന്തിക ഗുണങ്ങൾ
ഒരുതരം പ്രകൃതിദത്ത കല്ല് എന്ന നിലയിൽ ഗ്രാനൈറ്റിന് ഒതുക്കമുള്ള ആന്തരിക ധാതു ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ, സാന്ദ്രവും ഏകീകൃതവുമായ ഘടനയുണ്ട്, കൂടാതെ താപ സ്ഥിരതയുടെ സ്വാഭാവിക ഗുണവുമുണ്ട്. താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം വളരെ കുറവാണ്, സാധാരണയായി 4.5 മുതൽ 6.5×10⁻⁶/K വരെയാണ്. ഇതിനു വിപരീതമായി, അലുമിനിയം അലോയ്കൾ പോലുള്ള സാധാരണ ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം 23.8×10⁻⁶/K വരെ ഉയർന്നതാണ്, ഇത് ഗ്രാനൈറ്റിനേക്കാൾ പലമടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. ഇതിനർത്ഥം ഒരേ താപനില വ്യതിയാന സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ ഡൈമൻഷണൽ മാറ്റം ലോഹ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിനേക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ്, ഇത് സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള അളവെടുപ്പ് റഫറൻസ് നൽകാൻ കഴിയും.
കൂടാതെ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന അതിന് മികച്ച ഏകീകൃത താപ ചാലകത നൽകുന്നു. ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം താപം സൃഷ്ടിക്കുമ്പോഴോ അന്തരീക്ഷ താപനില മാറുമ്പോഴോ, ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന് വേഗത്തിലും തുല്യമായും ചൂട് കടത്തിവിടാൻ കഴിയും, ഇത് പ്രാദേശിക അമിത ചൂടാക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ അമിത തണുപ്പിക്കൽ പ്രതിഭാസങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നു, അതുവഴി പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള താപനില സ്ഥിരത ഫലപ്രദമായി നിലനിർത്തുകയും അളവെടുപ്പ് കൃത്യതയുടെ സ്ഥിരത കൂടുതൽ ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
താപ സ്ഥിരത അളക്കുന്നതിനുള്ള പ്രക്രിയയും രീതിയും
സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ താപ സ്ഥിരത കൃത്യമായി വിലയിരുത്തുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ഒരു കർശനമായ അളവെടുപ്പ് പദ്ധതി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. സൂപ്പർ-പ്രിസിഷൻ പ്രോസസ് ചെയ്ത ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം കൊണ്ട് സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്ന ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ വേഫർ അളക്കൽ ഉപകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കുക. പരീക്ഷണാത്മക പരിതസ്ഥിതിയിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ വർക്ക്‌ഷോപ്പിലെ സാധാരണ താപനില വ്യതിയാന ശ്രേണി അനുകരിച്ചു, അതായത്, ക്രമേണ 20℃ മുതൽ 35℃ വരെ ചൂടാക്കുകയും പിന്നീട് 20℃ വരെ തണുപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും 8 മണിക്കൂർ നീണ്ടുനിന്നു. ​
അളക്കുന്ന ഉപകരണത്തിന്റെ ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിലിക്കൺ വേഫറുകളും പ്ലാറ്റ്‌ഫോമും തമ്മിലുള്ള ആപേക്ഷിക സ്ഥാന മാറ്റങ്ങൾ തത്സമയം നിരീക്ഷിക്കാൻ നാനോസ്‌കെയിൽ കൃത്യതയുള്ള ഡിസ്‌പ്ലേസ്‌മെന്റ് സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതേസമയം, പ്ലാറ്റ്‌ഫോം ഉപരിതലത്തിലെ താപനില വിതരണം നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിലെ വ്യത്യസ്ത സ്ഥാനങ്ങളിൽ ഒന്നിലധികം ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള താപനില സെൻസറുകൾ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. പരീക്ഷണ സമയത്ത്, ഡാറ്റയുടെ പൂർണ്ണതയും കൃത്യതയും ഉറപ്പാക്കാൻ ഓരോ 15 മിനിറ്റിലും ഡിസ്‌പ്ലേസ്‌മെന്റ് ഡാറ്റയും താപനില ഡാറ്റയും രേഖപ്പെടുത്തി.
അളന്ന ഡാറ്റയും ഫല വിശകലനവും
താപനില വ്യതിയാനങ്ങളും പ്ലാറ്റ്‌ഫോം വലുപ്പ മാറ്റങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം
പരീക്ഷണ ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് താപനില 20 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നിന്ന് 35 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് ഉയരുമ്പോൾ, ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ രേഖീയ വലുപ്പത്തിലുള്ള മാറ്റം വളരെ ചെറുതാണ്. കണക്കുകൂട്ടലിനുശേഷം, മുഴുവൻ ചൂടാക്കൽ പ്രക്രിയയിലുടനീളം, പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ പരമാവധി രേഖീയ വികാസം 0.3 നാനോമീറ്റർ മാത്രമാണ്, ഇത് സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിലെ അളവെടുപ്പ് കൃത്യതയ്ക്കുള്ള പിശക് സഹിഷ്ണുത പരിധിയേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. തണുപ്പിക്കൽ ഘട്ടത്തിൽ, പ്ലാറ്റ്‌ഫോം വലുപ്പം ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും പ്രാരംഭ അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങാൻ കഴിയും, കൂടാതെ വലുപ്പ മാറ്റത്തിന്റെ കാലതാമസ പ്രതിഭാസത്തെ അവഗണിക്കാം. ഗണ്യമായ താപനില ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾക്കിടയിലും വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ നിലനിർത്തുന്നതിന്റെ ഈ സ്വഭാവം ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ മികച്ച താപ സ്ഥിരതയെ പൂർണ്ണമായും സാധൂകരിക്കുന്നു.
പ്ലാറ്റ്‌ഫോം ഉപരിതലത്തിലെ താപനില ഏകീകൃതതയുടെ വിശകലനം
താപനില സെൻസർ ശേഖരിച്ച ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന സമയത്തും താപനില മാറ്റ പ്രക്രിയയിലും ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ താപനില വിതരണം വളരെ ഏകീകൃതമാണ്. താപനില ഏറ്റവും തീവ്രമായി മാറുന്ന ഘട്ടത്തിൽ പോലും, പ്ലാറ്റ്‌ഫോം ഉപരിതലത്തിലെ ഓരോ അളവെടുപ്പ് പോയിന്റും തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം എല്ലായ്പ്പോഴും ±0.1℃-നുള്ളിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു. ഏകീകൃത താപനില വിതരണം അസമമായ താപ സമ്മർദ്ദം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്ലാറ്റ്‌ഫോം രൂപഭേദം ഫലപ്രദമായി ഒഴിവാക്കുന്നു, അളവെടുപ്പ് റഫറൻസ് ഉപരിതലത്തിന്റെ പരന്നതയും സ്ഥിരതയും ഉറപ്പാക്കുന്നു, കൂടാതെ സെമികണ്ടക്ടർ മെട്രോളജി ഉപകരണങ്ങൾക്ക് വിശ്വസനീയമായ ഒരു അളക്കൽ അന്തരീക്ഷം നൽകുന്നു.​
പരമ്പരാഗത മെറ്റീരിയൽ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ
ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ അളന്ന ഡാറ്റ, അലുമിനിയം അലോയ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം ഉപയോഗിച്ചുള്ള അതേ തരത്തിലുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ മീറ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഡാറ്റയുമായി താരതമ്യം ചെയ്തു, വ്യത്യാസങ്ങൾ ഗണ്യമായിരുന്നു. അതേ താപനില മാറ്റ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, അലുമിനിയം അലോയ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ രേഖീയ വികാസം 2.5 നാനോമീറ്ററുകൾ വരെ ഉയർന്നതാണ്, ഇത് ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ എട്ട് മടങ്ങിലധികം വരും. അതേസമയം, അലുമിനിയം അലോയ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ താപനില വിതരണം അസമമാണ്, പരമാവധി താപനില വ്യത്യാസം 0.8℃ വരെ എത്തുന്നു, ഇത് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ വ്യക്തമായ രൂപഭേദം വരുത്തുകയും അളവെടുപ്പ് കൃത്യതയെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
സെമികണ്ടക്ടർ മെട്രോളജി ഉപകരണങ്ങളുടെ കൃത്യമായ ലോകത്ത്, മികച്ച താപ സ്ഥിരതയുള്ള ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ അളവെടുപ്പ് കൃത്യത ഉറപ്പാക്കുന്നതിൽ പ്രധാന പങ്കു വഹിക്കുന്നു. താപനില മാറ്റങ്ങളോട് പ്രതികരിക്കുന്നതിൽ ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ മികച്ച പ്രകടനത്തെ അളന്ന ഡാറ്റ ശക്തമായി തെളിയിക്കുന്നു, ഇത് സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിന് വിശ്വസനീയമായ സാങ്കേതിക പിന്തുണ നൽകുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ ഉയർന്ന കൃത്യതയിലേക്ക് പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ താപ സ്ഥിരത നേട്ടം കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു, ഇത് വ്യവസായത്തിലെ സാങ്കേതിക നവീകരണത്തിനും വികസനത്തിനും തുടർച്ചയായി നേതൃത്വം നൽകും.