Yarı iletken üretim alanında, yonga levha inceleme ekipmanının doğruluğu, yongaların kalitesini ve verimliliğini doğrudan belirler. Çekirdek algılama bileşenlerini destekleyen temel olarak, ekipmanın taban malzemesinin boyutsal kararlılığı, ekipmanın uzun vadeli çalışma performansında çok önemli bir rol oynar. Granit ve dökme demir, yonga levha inceleme ekipmanı için yaygın olarak kullanılan iki taban malzemesidir. 10 yıllık karşılaştırmalı bir çalışma, boyutsal kararlılık açısından aralarında önemli farklılıklar olduğunu ortaya koymuş ve ekipman seçimi için önemli referanslar sağlamıştır.
Deneysel Arka Plan ve Tasarım
Yarı iletken levhaların üretim süreci, algılama doğruluğu açısından son derece yüksek gereksinimlere sahiptir. Mikrometre düzeyindeki bir boyutsal sapma bile çip performansında düşüşe veya hatta hurdaya çıkarılmasına yol açabilir. Granit ve dökme demirin uzun süreli kullanım sırasındaki boyutsal kararlılığını araştırmak için, araştırma ekibi gerçek çalışma ortamlarını simüle eden deneyler tasarladı. Aynı özelliklere sahip granit ve dökme demir numuneleri seçilerek, sıcaklığın 15℃ ile 35℃ arasında ve nemin %30 ile %70 RH arasında dalgalandığı bir ortam odasına yerleştirildi. Ekipmanın çalışması sırasında oluşan mekanik titreşim, bir titreşim tablası aracılığıyla simüle edildi. Numunelerin temel boyutları, yüksek hassasiyetli bir lazer interferometre kullanılarak her üç ayda 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 sadece 4,6×10⁻⁶/℃'dir. Ani sıcaklık değişimlerinde bile boyut sapması her zaman ±0,001 mm içinde kontrol edilir. Nem değişimleri karşısında, granitin yoğun yapısı onu neredeyse etkilemez ve ölçülebilir bir boyut değişikliği meydana gelmez. Mekanik titreşim ortamında, granitin mükemmel sönümleme özellikleri titreşim enerjisini etkili bir şekilde emer ve boyut dalgalanması 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 içinde sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan maksimum boyutsal sapma ±0,05 mm'dir. Nemli bir ortamda, dökme demir paslanmaya ve korozyona eğilimlidir. Bazı numunelerde yerel deformasyon görülür ve boyutsal sapma daha da artar. Mekanik titreşimin etkisi altında, dökme demirin titreşim sönümleme performansı zayıftır ve boyutu sık sık dalgalanır, bu da wafer incelemesinin yüksek hassasiyet gereksinimlerini karşılamayı zorlaştırır.
İstikrardaki farklılığın temel nedeni
Granit, yüz milyonlarca yıl süren jeolojik süreçler sonucunda oluşmuştur. İç yapısı yoğun ve homojendir ve mineral kristalleri kararlı bir şekilde düzenlenmiştir, bu da doğası gereği iç gerilimi ortadan kaldırır. Bu durum, onu sıcaklık, nem ve titreşim gibi dış faktörlerdeki değişikliklere karşı son derece duyarsız hale getirir. Dökme demir ise döküm işlemiyle üretilir ve içinde gözenekler ve kum delikleri gibi mikroskobik kusurlar bulunur. Ayrıca, döküm işlemi sırasında oluşan artık gerilim, dış ortamın etkisiyle boyut değişikliklerine neden olma eğilimindedir. Dökme demirin metalik özellikleri, nem nedeniyle paslanmaya yatkın hale gelmesine, yapısal hasarı hızlandırmasına ve boyutsal kararlılığını azaltmasına neden olur.
Yarı iletken levha inceleme ekipmanına olan etki
Granit alt tabakaya dayalı gofret inceleme ekipmanları, istikrarlı boyutsal performansı sayesinde, inceleme sisteminin uzun süre yüksek hassasiyetini korumasını, ekipman doğruluğundaki sapmalardan kaynaklanan yanlış değerlendirmeleri ve tespit eksikliklerini azaltmasını ve ürün verimliliğini önemli ölçüde artırmasını sağlar. Aynı zamanda, düşük bakım gereksinimleri ekipmanın tüm yaşam döngüsü maliyetini düşürür. Dökme demir alt tabaka kullanan ekipmanlar ise, zayıf boyutsal kararlılıkları nedeniyle sık sık kalibrasyon ve bakım gerektirir. Bu durum sadece işletme maliyetlerini artırmakla kalmaz, aynı zamanda yetersiz hassasiyet nedeniyle yarı iletken üretim kalitesini de etkileyerek potansiyel ekonomik kayıplara yol açabilir.
Yarı iletken endüstrisinin daha yüksek hassasiyet ve daha iyi kalite arayışındaki eğilim göz önüne alındığında, gofret inceleme ekipmanları için temel malzeme olarak granitin seçilmesi, ekipman performansını güvence altına almak ve işletmelerin rekabet gücünü artırmak açısından şüphesiz akıllıca bir hamledir.
Yayın tarihi: 14 Mayıs 2025