Nan domèn fabrikasyon semi-kondiktè, kote nou chèche presizyon maksimòm, koyefisyan ekspansyon tèmik la se youn nan paramèt prensipal ki afekte kalite pwodwi a ak estabilite pwodiksyon an. Pandan tout pwosesis la, soti nan fotolitografi, grave rive nan anbalaj, diferans ki genyen nan koyefisyan ekspansyon tèmik materyèl yo ka entèfere ak presizyon fabrikasyon an nan plizyè fason. Sepandan, baz granit la, ak koyefisyan ekspansyon tèmik ultra-ba li a, vin tounen kle pou rezoud pwoblèm sa a.
Pwosesis litografi: Defòmasyon tèmik lakòz devyasyon modèl
Fotolitografi se yon etap esansyèl nan fabrikasyon semi-kondiktè. Atravè yon machin fotolitografi, modèl sikwi yo sou mask la transfere sou sifas wafer ki kouvri ak fotorezist la. Pandan pwosesis sa a, jesyon tèmik andedan machin fotolitografi a ak estabilite tab travay la gen yon enpòtans vital. Pran materyèl metal tradisyonèl yo kòm egzanp. Koyefisyan ekspansyon tèmik yo se apeprè 12 × 10⁻⁶/℃. Pandan operasyon machin fotolitografi a, chalè ki pwodui pa sous limyè lazè a, lantiy optik yo ak konpozan mekanik yo ap lakòz tanperati ekipman an monte pa 5-10 ℃. Si tab travay machin litografi a itilize yon baz metal, yon baz 1 mèt longè ka lakòz yon defòmasyon ekspansyon 60-120 μm, sa ki pral mennen nan yon chanjman nan pozisyon relatif ant mask la ak wafer la.
Nan pwosesis fabrikasyon avanse (tankou 3nm ak 2nm), espasman tranzistò a se sèlman kèk nanomèt. Yon ti defòmasyon tèmik konsa sifi pou lakòz modèl fotolitografi a mal aliyen, sa ki lakòz koneksyon tranzistò anòmal, kous kout oswa sikwi ouvè, ak lòt pwoblèm, ki lakòz dirèkteman echèk fonksyon chip la. Koyefisyan ekspansyon tèmik baz granit la osi ba ke 0.01μm/°C (sa vle di, (1-2) ×10⁻⁶/℃), epi defòmasyon anba menm chanjman tanperati a se sèlman 1/10-1/5 de defòmasyon metal la. Li ka bay yon platfòm ki estab pou sipòte chay pou machin fotolitografi a, asire transfè presi modèl fotolitografi a epi amelyore anpil rannman fabrikasyon chip la.
Gravure ak depo: Afekte presizyon dimansyon estrikti a
Gravure ak depo se pwosesis kle pou konstwi estrikti sikwi twa dimansyon sou sifas wafer la. Pandan pwosesis grave a, gaz reyaktif la sibi yon reyaksyon chimik ak materyèl sifas wafer la. Pandansetan, konpozan tankou ekipman pou pouvwa RF ak kontwòl koule gaz andedan ekipman an jenere chalè, sa ki lakòz tanperati wafer la ak konpozan ekipman yo ogmante. Si koyefisyan ekspansyon tèmik sipò wafer la oswa baz ekipman an pa koresponn ak sa wafer la (koyefisyan ekspansyon tèmik materyèl silikon an se apeprè 2.6 × 10⁻⁶/℃), estrès tèmik pral pwodui lè tanperati a chanje, sa ki ka lakòz ti fant oswa deformation sou sifas wafer la.
Kalite defòmasyon sa a pral afekte pwofondè grave a ak vètikalite miray bò a, sa ki lakòz dimansyon rainur grave yo, twou yo ak lòt estrikti yo devye de egzijans konsepsyon yo. Menm jan an tou, nan pwosesis depo fim mens lan, diferans nan ekspansyon tèmik la ka lakòz estrès entèn nan fim mens ki depoze a, sa ki mennen nan pwoblèm tankou fann ak kale fim nan, sa ki afekte pèfòmans elektrik ak fyab alontèm chip la. Itilizasyon baz granit ak yon koyefisyan ekspansyon tèmik menm jan ak materyèl silikon yo ka efektivman diminye estrès tèmik epi asire estabilite ak presizyon pwosesis grave ak depo yo.
Etap anbalaj: Dezekilib tèmik lakòz pwoblèm fyab
Nan etap anbalaj semi-kondiktè a, konpatibilite koyefisyan ekspansyon tèmik ant chip la ak materyèl anbalaj la (tankou résine epoksidik, seramik, elatriye) gen yon enpòtans vital. Koyefisyan ekspansyon tèmik Silisyòm, materyèl debaz chip yo, relativman ba, alòske koyefisyan pifò materyèl anbalaj yo relativman wo. Lè tanperati chip la chanje pandan itilizasyon, estrès tèmik ap fèt ant chip la ak materyèl anbalaj la akòz diferans nan koyefisyan ekspansyon tèmik yo.
Estrès tèmik sa a, anba efè sik tanperati repete (tankou chofaj ak refwadisman pandan operasyon chip la), ka lakòz krak fatig nan jwenti soude ant chip la ak substra anbalaj la, oubyen lakòz fil koneksyon yo sou sifas chip la tonbe, sa ki finalman lakòz echèk koneksyon elektrik chip la. Lè w chwazi materyèl substra anbalaj ki gen yon koyefisyan ekspansyon tèmik ki pre ak sa ki nan materyèl silikon epi lè w itilize platfòm tès granit ki gen ekselan estabilite tèmik pou deteksyon presizyon pandan pwosesis anbalaj la, pwoblèm dezekilib tèmik la ka efektivman redwi, fyab anbalaj la ka amelyore, epi lavi sèvis chip la ka pwolonje.
Kontwòl anviwònman pwodiksyon an: Estabilite kowòdone ekipman ak bilding faktori yo
Anplis de afekte dirèkteman pwosesis fabrikasyon an, koyefisyan ekspansyon tèmik la gen rapò tou ak kontwòl anviwònman jeneral faktori semikondiktè yo. Nan gwo atelye pwodiksyon semikondiktè, faktè tankou demaraj ak arè sistèm èkondisyone yo ak disipasyon chalè gwoup ekipman yo ka lakòz varyasyon nan tanperati anviwònman an. Si koyefisyan ekspansyon tèmik planche faktori a, baz ekipman yo ak lòt enfrastrikti yo twò wo, chanjman tanperati alontèm yo pral lakòz planche a fann epi fondasyon ekipman an deplase, kidonk afekte presizyon ekipman presizyon tankou machin fotolitografi ak machin grave.
Lè yo itilize baz granit kòm sipò ekipman epi konbine yo ak materyèl konstriksyon faktori ki gen koyefisyan ekspansyon tèmik ki ba, yo ka kreye yon anviwònman pwodiksyon ki estab, sa ki diminye frekans kalibrasyon ekipman ak depans antretyen ki koze pa defòmasyon tèmik anviwònman an, epi asire operasyon ki estab alontèm nan liy pwodiksyon semi-kondiktè a.
Koyefisyan ekspansyon tèmik la travèse tout sik lavi fabrikasyon semi-kondiktè, depi seleksyon materyèl, kontwòl pwosesis rive nan anbalaj ak tès. Enpak ekspansyon tèmik la bezwen konsidere ak anpil atansyon nan chak aspè. Baz granit yo, ak koyefisyan ekspansyon tèmik ultra-ba yo ak lòt pwopriyete ekselan, bay yon fondasyon fizik ki estab pou fabrikasyon semi-kondiktè epi yo vin tounen yon garanti enpòtan pou ankouraje devlopman pwosesis fabrikasyon chip nan direksyon pou yon presizyon ki pi wo.
Dat piblikasyon: 20 me 2025