Am Beräich vun der Hallefleederproduktioun, wou een no ultimativer Präzisioun strebt, ass den thermeschen Ausdehnungskoeffizient ee vun de Kärparameteren, déi d'Produktqualitéit an d'Produktiounsstabilitéit beaflossen. Am ganze Prozess, vun der Photolithographie, iwwer d'Ätzen bis zur Verpackung, kënnen d'Ënnerscheeder an den thermeschen Ausdehnungskoeffizienten vun de Materialien d'Genauegkeet vun der Produktioun op verschidde Weeër beaflossen. Wéi och ëmmer, d'Granitbasis, mat hirem ultra-niddrege thermeschen Ausdehnungskoeffizient, ass de Schlëssel fir dëst Problem ze léisen ginn.
Lithographieprozess: Thermesch Deformatioun verursaacht Musterofwäichung
D'Photolithographie ass e Kärschrëtt an der Hallefleederherstellung. Mat enger Photolithographiemaschinn ginn d'Schaltkreesser op der Mask op d'Uewerfläch vum mat Photoresist beschichtete Wafer iwwerdroen. Wärend dësem Prozess sinn d'Wärmemanagement an der Photolithographiemaschinn an d'Stabilitéit vum Aarbechtsdësch vu vitaler Bedeitung. Zum Beispill traditionell Metallmaterialien. Hire Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung ass ongeféier 12×10⁻⁶/℃. Wärend dem Betrib vun der Photolithographiemaschinn féiert d'Hëtzt, déi vun der Laserliichtquell, opteschen Lënsen a mechanesche Komponenten generéiert gëtt, zu enger Erhéijung vun der Temperatur vun der Ausrüstung ëm 5-10 ℃. Wann den Aarbechtsdësch vun der Lithographiemaschinn eng Metallbasis benotzt, kann eng 1 Meter laang Basis eng Expansiounsdeformatioun vun 60-120 μm verursaachen, wat zu enger Verrécklung vun der relativer Positioun tëscht der Mask an dem Wafer féiert.
A fortgeschrattene Fabrikatiounsprozesser (wéi 3nm an 2nm) ass den Transistorofstand nëmmen e puer Nanometer. Sou eng kleng thermesch Deformatioun ass genuch fir datt de Photolithographie-Muster falsch ausgeriicht ass, wat zu anormalen Transistorverbindungen, Kuerzschlëss oder oppene Schaltungen an aner Problemer féiert, déi direkt zu engem Ausfall vun de Chipfunktiounen féieren. Den thermeschen Ausdehnungskoeffizient vun der Granitbasis ass sou niddreg wéi 0,01μm/°C (dh (1-2) ×10⁻⁶/℃), an d'Deformatioun ënner der selwechter Temperaturännerung ass nëmmen 1/10-1/5 vun där vum Metall. Et kann eng stabil droend Plattform fir d'Photolithographiemaschinn bidden, wat den präzisen Transfert vum Photolithographie-Muster garantéiert an den Ausbezuelung vun der Chipfabrikatioun däitlech verbessert.
Ätzen an Oflagerung: Beaflosst d'Dimensiounsgenauegkeet vun der Struktur
Ätzen an Oflagerung sinn déi Schlësselprozesser fir dräidimensional Schaltkreesser op der Waferuewerfläch ze konstruéieren. Wärend dem Ätzeprozess mécht dat reaktivt Gas eng chemesch Reaktioun mam Uewerflächematerial vum Wafer duerch. Gläichzäiteg generéiere Komponenten wéi d'HF-Stroumversuergung an d'Gasflusskontroll am Ausrüstung Hëtzt, wouduerch d'Temperatur vum Wafer an den Ausrüstungskomponenten eropgeet. Wann de Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung vum Waferträger oder der Ausrüstungsbasis net mam Koeffizient vum Wafer iwwereneestëmmt (de Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung vum Siliziummaterial ass ongeféier 2,6 × 10⁻⁶/℃), gëtt thermesch Belaaschtung generéiert wann d'Temperatur ännert, wat kleng Rëss oder Verformungen op der Uewerfläch vum Wafer verursaache kann.
Dës Zort Deformatioun beaflosst d'Ätzdéift an d'Vertikalitéit vun der Säitewand, wouduerch d'Dimensioune vun den geätzten Nuten, Duerchgangslächer an aner Strukturen vun den Designufuerderunge ofwäichen. Ähnlech kann den Ënnerscheed an der thermescher Expansioun beim Dënnfilmoflagerungsprozess intern Spannungen an der ofgesater Dënnfilm verursaachen, wat zu Problemer wéi Rëssbildung a Schälen vum Film féiert, wat d'elektresch Leeschtung an d'laangfristeg Zouverlässegkeet vum Chip beaflosst. D'Benotzung vu Granitbasen mat engem thermeschen Expansiounskoeffizient ähnlech wéi dee vu Siliziummaterialien kann d'thermesch Spannung effektiv reduzéieren an d'Stabilitéit a Genauegkeet vun den Ätz- an Oflagerungsprozesser garantéieren.
Verpackungsphase: Thermesch Diskrepanz verursaacht Zouverlässegkeetsproblemer
An der Hallefleederverpackungsphase ass d'Kompatibilitéit vun den thermeschen Ausdehnungskoeffizienten tëscht dem Chip an dem Verpackungsmaterial (wéi Epoxyharz, Keramik, etc.) vu vitaler Wichtegkeet. Den thermeschen Ausdehnungskoeffizient vu Silizium, dem Kärmaterial vu Chips, ass relativ niddreg, während dee vun de meeschte Verpackungsmaterialien relativ héich ass. Wann d'Temperatur vum Chip während dem Gebrauch ännert, entsteet thermesch Belaaschtung tëscht dem Chip an dem Verpackungsmaterial wéinst der Ofwäichung vun den thermeschen Ausdehnungskoeffizienten.
Dës thermesch Belaaschtung, ënner dem Afloss vu widderhollten Temperaturzyklen (wéi z.B. d'Erhëtzen an d'Ofkille während dem Betrib vum Chip), kann zu Middegkeetsrëss vun de Lötverbindungen tëscht dem Chip an dem Verpackungssubstrat féieren, oder dozou féieren, datt d'Bindungsleitungen op der Chipoberfläch offalen, wat schlussendlech zu engem Ausfall vun der elektrescher Verbindung vum Chip féiert. Duerch d'Wiel vu Verpackungssubstratmaterialien mat engem thermeschen Ausdehnungskoeffizient, deen no bei deem vu Siliziummaterialien ass, a Granit-Testplattforme mat exzellenter thermescher Stabilitéit fir d'Genauegkeetsdetektioun während dem Verpackungsprozess benotzt ginn, kann de Problem vun der thermescher Ofwäichung effektiv reduzéiert ginn, d'Zouverlässegkeet vun der Verpackung verbessert ginn an d'Liewensdauer vum Chip verlängert ginn.
Kontroll vun der Produktiounsëmfeld: Déi koordinéiert Stabilitéit vun Ausrüstung a Fabrécksgebaier
Nieft dem direkten Afloss op de Produktiounsprozess hänkt de Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung och mat der allgemenger Ëmweltkontroll vun Hallefleederfabriken zesummen. A grousse Hallefleederproduktiounsatelieren kënne Faktoren wéi den Ufank an den Ofschloss vun de Klimaanlagen an d'Hëtztofleedung vun Ausrüstungscluster Schwankungen an der Ëmwelttemperatur verursaachen. Wann de Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung vum Fabriksbuedem, den Ausrüstungsbasen an aner Infrastrukturen ze héich ass, féieren laangfristeg Temperaturännerungen dozou, datt de Buedem Rëss mécht an d'Ausrüstungsfundament sech verréckelt, wat d'Genauegkeet vu Präzisiounsausrüstung wéi Photolithographiemaschinnen an Ätzmaschinnen beaflosst.
Duerch d'Benotzung vu Granitfundamenter als Ausrüstungsënnerstëtzung a Kombinatioun mat Fabrécksbaumaterialien mat niddregen thermeschen Ausdehnungskoeffizienten, kann eng stabil Produktiounsëmfeld geschaf ginn, wouduerch d'Frequenz vun der Kalibrierung vun Ausrüstung an d'Ënnerhaltskäschte reduzéiert ginn, déi duerch Ëmweltthermesch Deformatioun verursaacht ginn, an de laangfristege stabile Betrib vun der Hallefleederproduktiounslinn garantéiert gëtt.
De Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung deckt de ganze Liewenszyklus vun der Hallefleederproduktioun duerch, vun der Materialauswiel, der Prozesskontrolle bis zur Verpackung an dem Testen. Den Impakt vun der thermescher Ausdehnung muss a jidder Etapp strikt berécksiichtegt ginn. Granitbasen, mat hirem ultra-niddrege Koeffizient vun der thermescher Ausdehnung an aneren exzellenten Eegeschaften, bidden eng stabil physikalesch Basis fir d'Hallefleederproduktioun a ginn zu enger wichteger Garantie fir d'Entwécklung vu Chip-Produktiounsprozesser a Richtung méi héich Präzisioun ze fërderen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 20. Mee 2025