У галіне вытворчасці паўправаднікоў дакладнасць абсталявання для кантролю пласцін непасрэдна вызначае якасць і выхад чыпаў. Як аснова, якая падтрымлівае кампаненты выяўлення стрыжня, стабільнасць памераў асноўнага матэрыялу абсталявання адыгрывае вырашальную ролю ў доўгатэрміновай эксплуатацыйнай здольнасці абсталявання. Граніт і чыгун - два найбольш распаўсюджаныя асноўныя матэрыялы для абсталявання для кантролю пласцін. 10-гадовае параўнальнае даследаванне выявіла значныя адрозненні паміж імі з пункту гледжання стабільнасці памераў, што дае важныя арыенціры для выбару абсталявання.
Эксперыментальная інфармацыя і дызайн
Працэс вытворчасці паўправадніковых пласцін мае надзвычай высокія патрабаванні да дакладнасці выяўлення. Нават адхіленне памераў на мікраметр можа прывесці да зніжэння прадукцыйнасці чыпа або нават да яго браку. Каб даследаваць стабільнасць памераў граніту і чыгуну пры працяглым выкарыстанні, даследчая група распрацавала эксперыменты, якія імітавалі рэальныя працоўныя ўмовы. Узоры граніту і чыгуну аднолькавых спецыфікацый былі адабраны і змешчаны ў камеру з улікам навакольнага асяроддзя, дзе тэмпература вагалася ад 15℃ да 35℃, а вільготнасць — ад 30% да 70% адноснай вільготнасці. Механічная вібрацыя падчас працы абсталявання мадэлявалася з дапамогай вібрацыйнага стала. Асноўныя памеры ўзораў вымяраліся кожны квартал з дапамогай высокадакладнага лазернага інтэрферометра, і дадзеныя бесперапынна запісваліся на працягу 10 гадоў.
Вынік эксперыменту: Абсалютная перавага граніту
Дзесяць гадоў эксперыментальных дадзеных паказваюць, што гранітная падкладка валодае дзіўнай стабільнасцю. Яе каэфіцыент цеплавога пашырэння надзвычай нізкі, у сярэднім складае ўсяго 4,6×10⁻⁶/℃. Пры рэзкіх зменах тэмпературы адхіленне памераў заўсёды кантралюецца ў межах ±0,001 мм. Пры зменах вільготнасці шчыльная структура граніту практычна не змяняецца, і ніякіх вымерных змен памераў не адбываецца. Ва ўмовах механічнай вібрацыі выдатныя характарыстыкі дэмпфіравання граніту эфектыўна паглынаюць энергію вібрацыі, і ваганні памераў надзвычай малыя.
У адрозненне ад гэтага, для чыгуннай падкладкі сярэдні каэфіцыент цеплавога пашырэння дасягае 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, а максімальнае адхіленне памераў, выкліканае зменамі тэмпературы на працягу 10 гадоў, складае ±0,05 мм. У вільготным асяроддзі чыгун схільны да іржы і карозіі. Некаторыя ўзоры дэфармуюцца лакальна, і адхіленне памераў яшчэ больш павялічваецца. Пад уздзеяннем механічнай вібрацыі чыгун мае дрэнную характарыстыку гашэння вібрацый, і яго памер часта вагаецца, што ўскладняе выкананне патрабаванняў да высокай дакладнасці кантролю пласцін.
Асноўная прычына розніцы ў стабільнасці
Граніт фармаваўся на працягу соцень мільёнаў гадоў у выніку геалагічных працэсаў. Яго ўнутраная структура шчыльная і аднастайная, а мінеральныя крышталі размешчаны стабільна, што натуральным чынам ліквідуе ўнутраныя напружанні. Гэта робіць яго надзвычай неадчувальным да змен знешніх фактараў, такіх як тэмпература, вільготнасць і вібрацыя. Чыгун вырабляецца шляхам ліцця і мае мікраскапічныя дэфекты, такія як поры і пясчаныя адтуліны ўнутры. Тым часам рэшткавыя напружанні, якія ўзнікаюць падчас ліцця, схільныя выклікаць змены памераў пад уздзеяннем знешняга асяроддзя. Металічныя ўласцівасці чыгуну робяць яго схільным да іржы з-за вільготнасці, паскараючы пашкоджанне канструкцыі і зніжаючы стабільнасць памераў.
Уплыў на абсталяванне для праверкі пласцін
Абсталяванне для кантролю пласцін на аснове гранітнай падкладкі, дзякуючы стабільным памерам, можа гарантаваць высокую дакладнасць сістэмы кантролю на працягу доўгага часу, паменшыць колькасць памылак у ацэнцы і прапушчаных выяўленняў, выкліканых дрэйфам дакладнасці абсталявання, і значна палепшыць выхад прадукцыі. Адначасова нізкія патрабаванні да тэхнічнага абслугоўвання зніжаюць кошт усяго тэрміну службы абсталявання. Абсталяванне, якое выкарыстоўвае чыгунныя падкладкі, з-за нізкай памернай стабільнасці патрабуе частай каліброўкі і тэхнічнага абслугоўвання. Гэта не толькі павялічвае эксплуатацыйныя выдаткі, але і можа паўплываць на якасць вытворчасці паўправаднікоў з-за недастатковай дакладнасці, што прыводзіць да патэнцыйных эканамічных страт.
Улічваючы тэндэнцыю паўправадніковай прамысловасці да больш высокай дакладнасці і якасці, выбар граніту ў якасці асноўнага матэрыялу для абсталявання для кантролю пласцін, несумненна, з'яўляецца разумным крокам для забеспячэння прадукцыйнасці абсталявання і павышэння канкурэнтаздольнасці прадпрыемстваў.
Час публікацыі: 14 мая 2025 г.