Yarı iletken üretimi alanında, yonga denetim ekipmanlarının doğruluğu, yongaların kalitesini ve verimini doğrudan belirler. Çekirdek algılama bileşenlerini destekleyen temel olarak, ekipman taban malzemesinin boyut kararlılığı, ekipmanın uzun vadeli operasyonel performansında önemli bir rol oynar. Granit ve dökme demir, yonga denetim ekipmanları için yaygın olarak kullanılan iki temel malzemedir. 10 yıllık bir karşılaştırmalı çalışma, boyut kararlılığı açısından aralarındaki önemli farklılıkları ortaya koymuş ve ekipman seçimi için önemli referanslar sağlamıştır.
Deneysel Arka Plan ve Tasarım
Yarı iletken yonga plakalarının üretim süreci, algılama doğruluğu açısından son derece yüksek gereksinimler içerir. Mikrometre düzeyindeki bir boyutsal sapma bile çip performansında düşüşe veya hatta hurdaya ayrılmaya yol açabilir. Granit ve dökme demirin uzun süreli kullanımdaki boyutsal kararlılığını incelemek için araştırma ekibi, gerçek çalışma ortamlarını simüle eden deneyler tasarladı. Aynı teknik özelliklere sahip granit ve dökme demir numuneleri seçilerek, sıcaklığın 15℃ ile 35℃ ve nemin %30 ile %70 bağıl nem arasında dalgalandığı bir ortam odasına yerleştirildi. Ekipmanın çalışması sırasındaki mekanik titreşim, bir titreşim masası aracılığıyla simüle edildi. Numunelerin temel boyutları, yüksek hassasiyetli bir lazer interferometre kullanılarak her çeyrekte bir ölçüldü ve veriler 10 yıl boyunca sürekli olarak kaydedildi.
Deneysel sonuç: Granitin mutlak avantajı
On yıllık deneysel veriler, granit alt tabakanın şaşırtıcı bir kararlılık sergilediğini göstermektedir. Isıl genleşme katsayısı son derece düşüktür ve ortalama değeri yalnızca 4,6×10⁻⁶/℃'dir. Ani sıcaklık değişimlerinde boyutsal sapma her zaman ±0,001 mm içinde kontrol edilir. Nem değişimleri karşısında, granitin yoğun yapısı onu neredeyse hiç etkilemez ve ölçülebilir boyutsal değişiklikler meydana gelmez. Mekanik titreşim ortamında, granitin mükemmel sönümleme özellikleri titreşim enerjisini etkili bir şekilde emer ve boyutsal dalgalanma son derece küçüktür.
Buna karşılık, dökme demir alt tabaka için ortalama termal genleşme katsayısı 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃'ye ulaşır ve 10 yıl içindeki sıcaklık değişimlerinin neden olduğu maksimum boyutsal sapma ±0,05 mm'dir. Nemli bir ortamda dökme demir paslanmaya ve korozyona eğilimlidir. Bazı numuneler lokal deformasyon gösterir ve boyutsal sapma daha da artar. Mekanik titreşim etkisi altında dökme demir, zayıf titreşim sönümleme performansına sahiptir ve boyutu sık sık dalgalandığından, gofret muayenesinin yüksek hassasiyet gereksinimlerini karşılaması zorlaşır.
Kararlılıktaki farkın temel nedeni
Granit, jeolojik süreçler sonucunda yüz milyonlarca yıl boyunca oluşmuştur. İç yapısı yoğun ve homojendir ve mineral kristalleri kararlı bir şekilde dizilmiştir; bu da onu sıcaklık, nem ve titreşim gibi dış etkenlerdeki değişikliklere karşı son derece duyarsız hale getirir. Dökme demir, döküm yöntemiyle üretilir ve içinde gözenekler ve kum delikleri gibi mikroskobik kusurlar bulunur. Bu arada, döküm işlemi sırasında oluşan kalıntı gerilim, dış ortamın etkisiyle boyut değişikliklerine neden olabilir. Dökme demirin metalik özellikleri, neme bağlı olarak paslanmaya yatkın hale getirir, bu da yapısal hasarı hızlandırır ve boyut kararlılığını azaltır.
Wafer muayene ekipmanı üzerindeki etki
Granit alt tabaka bazlı wafer muayene ekipmanları, istikrarlı boyut performansıyla, muayene sisteminin uzun süre yüksek hassasiyetini korumasını, ekipman doğruluğu sapmasından kaynaklanan yanlış değerlendirmeleri ve gözden kaçan tespitleri azaltmasını ve ürün verimini önemli ölçüde artırmasını sağlar. Düşük bakım gereksinimleri ise ekipmanın tüm kullanım ömrü maliyetini düşürür. Dökme demir alt tabaka kullanan ekipmanlar, düşük boyutsal kararlılıkları nedeniyle sık sık kalibrasyon ve bakım gerektirir. Bu durum, yalnızca işletme maliyetlerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda yetersiz hassasiyet nedeniyle yarı iletken üretim kalitesini de etkileyerek potansiyel ekonomik kayıplara yol açabilir.
Yarı iletken sektörünün daha yüksek hassasiyet ve daha iyi kalite arayışı trendi altında, gofret muayene ekipmanlarının temel malzemesi olarak granit seçilmesi, ekipman performansını garanti altına almak ve işletmelerin rekabet gücünü artırmak için şüphesiz akıllıca bir harekettir.
Gönderim zamanı: 14 Mayıs 2025