സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ, വേഫർ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങളുടെ കൃത്യത നേരിട്ട് ചിപ്പുകളുടെ ഗുണനിലവാരവും വിളവും നിർണ്ണയിക്കുന്നു. കോർ ഡിറ്റക്ഷൻ ഘടകങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന അടിത്തറ എന്ന നിലയിൽ, ഉപകരണ അടിസ്ഥാന വസ്തുക്കളുടെ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത ഉപകരണങ്ങളുടെ ദീർഘകാല പ്രവർത്തന പ്രകടനത്തിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഗ്രാനൈറ്റ്, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് എന്നിവ വേഫർ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങൾക്കായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് അടിസ്ഥാന വസ്തുക്കളാണ്. 10 വർഷത്തെ താരതമ്യ പഠനം ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയുടെ കാര്യത്തിൽ അവയ്ക്കിടയിലുള്ള കാര്യമായ വ്യത്യാസങ്ങൾ വെളിപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ഉപകരണങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന റഫറൻസുകൾ നൽകുന്നു.
പരീക്ഷണ പശ്ചാത്തലവും രൂപകൽപ്പനയും
സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ കണ്ടെത്തൽ കൃത്യതയ്ക്ക് വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്. മൈക്രോമീറ്റർ ലെവൽ ഡൈമൻഷണൽ വ്യതിയാനം പോലും ചിപ്പ് പ്രകടനത്തിൽ കുറവുണ്ടാക്കുന്നതിനോ സ്ക്രാപ്പിംഗിനോ പോലും ഇടയാക്കും. ദീർഘകാല ഉപയോഗത്തിൽ ഗ്രാനൈറ്റിന്റെയും കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെയും ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിനായി, ഗവേഷണ സംഘം യഥാർത്ഥ പ്രവർത്തന പരിതസ്ഥിതികളെ അനുകരിക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. ഒരേ സ്പെസിഫിക്കേഷന്റെ ഗ്രാനൈറ്റ്, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് സാമ്പിളുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഒരു പരിസ്ഥിതി അറയിൽ സ്ഥാപിച്ചു, അവിടെ താപനില 15℃ മുതൽ 35℃ വരെയും ഈർപ്പം 30% മുതൽ 70% RH വരെയും ചാഞ്ചാടുന്നു. ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷൻ ഒരു വൈബ്രേഷൻ ടേബിളിലൂടെ അനുകരിച്ചു. ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള ലേസർ ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിളുകളുടെ പ്രധാന അളവുകൾ ഓരോ പാദത്തിലും അളന്നു, കൂടാതെ ഡാറ്റ 10 വർഷത്തേക്ക് തുടർച്ചയായി രേഖപ്പെടുത്തി.
പരീക്ഷണ ഫലം: ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ സമ്പൂർണ്ണ ഗുണം
പത്ത് വർഷത്തെ പരീക്ഷണ ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് ഗ്രാനൈറ്റ് അടിവസ്ത്രം അതിശയിപ്പിക്കുന്ന സ്ഥിരത പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു എന്നാണ്. അതിന്റെ താപ വികാസ ഗുണകം വളരെ കുറവാണ്, ശരാശരി 4.6×10⁻⁶/℃ മാത്രമാണ്. കഠിനമായ താപനില വ്യതിയാനങ്ങൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ഡൈമൻഷണൽ വ്യതിയാനം എല്ലായ്പ്പോഴും ±0.001mm-നുള്ളിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു. ഈർപ്പം മാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ സാന്ദ്രമായ ഘടന അതിനെ മിക്കവാറും ബാധിക്കില്ല, കൂടാതെ അളക്കാവുന്ന ഡൈമൻഷണൽ മാറ്റങ്ങളൊന്നും സംഭവിക്കുന്നില്ല. ഒരു മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷൻ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ മികച്ച ഡാംപിംഗ് സവിശേഷതകൾ വൈബ്രേഷൻ ഊർജ്ജത്തെ ഫലപ്രദമായി ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഡൈമൻഷണൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ വളരെ ചെറുതാണ്.
ഇതിനു വിപരീതമായി, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് അടിവസ്ത്രത്തിന്, അതിന്റെ ശരാശരി താപ വികാസ ഗുണകം 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃ വരെ എത്തുന്നു, കൂടാതെ 10 വർഷത്തിനുള്ളിൽ താപനില മാറ്റങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പരമാവധി ഡൈമൻഷണൽ വ്യതിയാനം ±0.05mm ആണ്. ഈർപ്പമുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് തുരുമ്പിനും നാശത്തിനും സാധ്യതയുണ്ട്. ചില സാമ്പിളുകളിൽ പ്രാദേശിക രൂപഭേദം കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഡൈമൻഷണൽ വ്യതിയാനം കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നു. മെക്കാനിക്കൽ വൈബ്രേഷന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന് മോശം വൈബ്രേഷൻ ഡാംപിംഗ് പ്രകടനമുണ്ട്, കൂടാതെ അതിന്റെ വലുപ്പം ഇടയ്ക്കിടെ ചാഞ്ചാടുന്നു, ഇത് വേഫർ പരിശോധനയുടെ ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.
സ്ഥിരതയിലെ വ്യത്യാസത്തിനുള്ള പ്രധാന കാരണം
ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ പ്രക്രിയകളിലൂടെ കോടിക്കണക്കിന് വർഷങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് ഗ്രാനൈറ്റ് രൂപപ്പെട്ടത്. ഇതിന്റെ ആന്തരിക ഘടന സാന്ദ്രവും ഏകതാനവുമാണ്, കൂടാതെ ധാതു പരലുകൾ സ്ഥിരമായി ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ പ്രകൃതിയുടെ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം ഇല്ലാതാക്കുന്നു. ഇത് താപനില, ഈർപ്പം, വൈബ്രേഷൻ തുടങ്ങിയ ബാഹ്യ ഘടകങ്ങളിലെ മാറ്റങ്ങളോട് വളരെ സംവേദനക്ഷമതയില്ലാത്തതാക്കുന്നു. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് കാസ്റ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്, അതിനുള്ളിൽ സുഷിരങ്ങൾ, മണൽ ദ്വാരങ്ങൾ തുടങ്ങിയ സൂക്ഷ്മ വൈകല്യങ്ങളുണ്ട്. അതേസമയം, കാസ്റ്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന അവശിഷ്ട സമ്മർദ്ദം ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതിയുടെ ഉത്തേജനത്താൽ ഡൈമൻഷണൽ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെ ലോഹ ഗുണങ്ങൾ ഈർപ്പം കാരണം തുരുമ്പെടുക്കാൻ സാധ്യതയുള്ളതാക്കുന്നു, ഘടനാപരമായ കേടുപാടുകൾ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു, ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത കുറയ്ക്കുന്നു.
വേഫർ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങളുടെ മേലുള്ള ആഘാതം
ഗ്രാനൈറ്റ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വേഫർ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങൾ, അതിന്റെ സ്ഥിരമായ ഡൈമൻഷണൽ പ്രകടനത്തോടെ, പരിശോധനാ സംവിധാനം വളരെക്കാലം ഉയർന്ന കൃത്യത നിലനിർത്തുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും, ഉപകരണ കൃത്യതാ വ്യതിയാനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന തെറ്റായ വിലയിരുത്തലും തെറ്റായ കണ്ടെത്തലും കുറയ്ക്കുകയും ഉൽപ്പന്ന വിളവ് ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. അതേസമയം, കുറഞ്ഞ അറ്റകുറ്റപ്പണി ആവശ്യകതകൾ ഉപകരണങ്ങളുടെ മുഴുവൻ ജീവിതചക്ര ചെലവും കുറയ്ക്കുന്നു. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത കുറവായതിനാൽ, ഇടയ്ക്കിടെ കാലിബ്രേഷനും അറ്റകുറ്റപ്പണിയും ആവശ്യമാണ്. ഇത് പ്രവർത്തനച്ചെലവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക മാത്രമല്ല, കൃത്യതയുടെ അഭാവത്താൽ അർദ്ധചാലക ഉൽ‌പാദനത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തെ ബാധിക്കുകയും സാമ്പത്തിക നഷ്ടങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.
അർദ്ധചാലക വ്യവസായം ഉയർന്ന കൃത്യതയും മികച്ച ഗുണനിലവാരവും തേടുന്ന പ്രവണതയിൽ, വേഫർ പരിശോധന ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള അടിസ്ഥാന വസ്തുവായി ഗ്രാനൈറ്റ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും സംരംഭങ്ങളുടെ മത്സരശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു ബുദ്ധിപരമായ നീക്കമാണെന്നതിൽ സംശയമില്ല.
പോസ്റ്റ് സമയം: മെയ്-14-2025