Ym maes gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, sy'n anelu at gywirdeb eithaf, mae cyfernod ehangu thermol yn un o'r paramedrau craidd sy'n effeithio ar ansawdd cynnyrch a sefydlogrwydd cynhyrchu. Drwy gydol y broses gyfan o ffotolithograffeg, ysgythru i becynnu, gall y gwahaniaethau yng nghyfernodau ehangu thermol deunyddiau ymyrryd â chywirdeb gweithgynhyrchu mewn amrywiol ffyrdd. Fodd bynnag, mae'r sylfaen gwenithfaen, gyda'i chyfernod ehangu thermol isel iawn, wedi dod yn allweddol i ddatrys y broblem hon.
Proses lithograffeg: Mae anffurfiad thermol yn achosi gwyriad patrwm
Mae ffotolithograffeg yn gam craidd mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion. Trwy beiriant ffotolithograffeg, mae'r patrymau cylched ar y mwgwd yn cael eu trosglwyddo i wyneb y wafer sydd wedi'i orchuddio â ffotowrthwyneb. Yn ystod y broses hon, mae'r rheolaeth thermol y tu mewn i'r peiriant ffotolithograffeg a sefydlogrwydd y bwrdd gwaith o bwys hanfodol. Cymerwch ddeunyddiau metel traddodiadol fel enghraifft. Mae eu cyfernod ehangu thermol tua 12 × 10⁻⁶/℃. Yn ystod gweithrediad y peiriant ffotolithograffeg, bydd y gwres a gynhyrchir gan y ffynhonnell golau laser, lensys optegol a chydrannau mecanyddol yn achosi i dymheredd yr offer godi 5-10 ℃. Os yw bwrdd gwaith y peiriant lithograffeg yn defnyddio sylfaen fetel, gall sylfaen 1 metr o hyd achosi anffurfiad ehangu o 60-120 μm, a fydd yn arwain at newid yn y safle cymharol rhwng y mwgwd a'r wafer.
Mewn prosesau gweithgynhyrchu uwch (megis 3nm a 2nm), dim ond ychydig nanometrau yw'r bylchau rhwng y transistorau. Mae anffurfiad thermol mor fach â hyn yn ddigon i achosi i'r patrwm ffotolithograffeg gael ei gamlinio, gan arwain at gysylltiadau transistor annormal, cylchedau byr neu gylchedau agored, a phroblemau eraill, gan arwain yn uniongyrchol at fethiant swyddogaethau sglodion. Mae cyfernod ehangu thermol y sylfaen gwenithfaen mor isel â 0.01μm/°C (h.y., (1-2) ×10⁻⁶/℃), ac mae'r anffurfiad o dan yr un newid tymheredd ond yn 1/10-1/5 o anffurfiad metel. Gall ddarparu platfform dwyn llwyth sefydlog ar gyfer y peiriant ffotolithograffeg, gan sicrhau trosglwyddiad manwl gywir y patrwm ffotolithograffeg a gwella cynnyrch gweithgynhyrchu sglodion yn sylweddol.
Ysgythru a dyddodiad: Effeithio ar gywirdeb dimensiwn y strwythur
Ysgythru a dyddodi yw'r prosesau allweddol ar gyfer adeiladu strwythurau cylched tri dimensiwn ar wyneb y wafer. Yn ystod y broses ysgythru, mae'r nwy adweithiol yn cael adwaith cemegol gyda deunydd wyneb y wafer. Yn y cyfamser, mae cydrannau fel y cyflenwad pŵer RF a rheolaeth llif nwy y tu mewn i'r offer yn cynhyrchu gwres, gan achosi i dymheredd y wafer a chydrannau'r offer godi. Os nad yw cyfernod ehangu thermol cludwr y wafer neu sylfaen yr offer yn cyd-fynd â chyfernod ehangu thermol y wafer (mae cyfernod ehangu thermol deunydd silicon tua 2.6 × 10⁻⁶/℃), bydd straen thermol yn cael ei gynhyrchu pan fydd y tymheredd yn newid, a all achosi craciau bach neu ystofio ar wyneb y wafer.
Bydd y math hwn o anffurfiad yn effeithio ar ddyfnder yr ysgythriad a fertigedd y wal ochr, gan achosi i ddimensiynau'r rhigolau ysgythredig, tyllau drwodd a strwythurau eraill wyro oddi wrth y gofynion dylunio. Yn yr un modd, yn y broses dyddodiad ffilm denau, gall y gwahaniaeth mewn ehangu thermol achosi straen mewnol yn y ffilm denau a ddyddodwyd, gan arwain at broblemau fel cracio a phlicio'r ffilm, sy'n effeithio ar berfformiad trydanol a dibynadwyedd hirdymor y sglodion. Gall defnyddio seiliau gwenithfaen gyda chyfernod ehangu thermol tebyg i ddeunyddiau silicon leihau straen thermol yn effeithiol a sicrhau sefydlogrwydd a chywirdeb y prosesau ysgythru a dyddodiad.
Cam pecynnu: Mae anghydweddiad thermol yn achosi problemau dibynadwyedd
Yng nghyfnod pecynnu lled-ddargludyddion, mae cydnawsedd y cyfernodau ehangu thermol rhwng y sglodion a'r deunydd pecynnu (megis resin epocsi, cerameg, ac ati) o bwys hanfodol. Mae cyfernod ehangu thermol silicon, deunydd craidd sglodion, yn gymharol isel, tra bod cyfernod ehangu thermol y rhan fwyaf o ddeunyddiau pecynnu yn gymharol uchel. Pan fydd tymheredd y sglodion yn newid yn ystod y defnydd, bydd straen thermol yn digwydd rhwng y sglodion a'r deunydd pecynnu oherwydd anghydweddiad y cyfernodau ehangu thermol.
Gall y straen thermol hwn, o dan effaith cylchoedd tymheredd dro ar ôl tro (megis gwresogi ac oeri yn ystod gweithrediad y sglodion), arwain at gracio blinder yn y cymalau sodr rhwng y sglodion a'r swbstrad pecynnu, neu achosi i'r gwifrau bondio ar wyneb y sglodion ddisgyn i ffwrdd, gan arwain yn y pen draw at fethiant cysylltiad trydanol y sglodion. Drwy ddewis deunyddiau swbstrad pecynnu gyda chyfernod ehangu thermol sy'n agos at gyfernod deunyddiau silicon a defnyddio llwyfannau prawf gwenithfaen gyda sefydlogrwydd thermol rhagorol ar gyfer canfod cywirdeb yn ystod y broses becynnu, gellir lleihau problem anghydweddiad thermol yn effeithiol, gellir gwella dibynadwyedd pecynnu, a gellir ymestyn oes gwasanaeth y sglodion.
Rheoli amgylchedd cynhyrchu: Sefydlogrwydd cydlynol offer ac adeiladau ffatri
Yn ogystal ag effeithio'n uniongyrchol ar y broses weithgynhyrchu, mae'r cyfernod ehangu thermol hefyd yn gysylltiedig â rheolaeth amgylcheddol gyffredinol ffatrïoedd lled-ddargludyddion. Mewn gweithdai cynhyrchu lled-ddargludyddion mawr, gall ffactorau fel cychwyn a stopio systemau aerdymheru a gwasgariad gwres clystyrau offer achosi amrywiadau yn nhymheredd yr amgylchedd. Os yw cyfernod ehangu thermol llawr y ffatri, seiliau offer a seilwaith arall yn rhy uchel, bydd newidiadau tymheredd hirdymor yn achosi i'r llawr gracio a sylfaen yr offer symud, a thrwy hynny effeithio ar gywirdeb offer manwl gywir fel peiriannau ffotolithograffeg a pheiriannau ysgythru.
Drwy ddefnyddio seiliau gwenithfaen fel cynhalyddion offer a'u cyfuno â deunyddiau adeiladu ffatri â chyfernodau ehangu thermol isel, gellir creu amgylchedd cynhyrchu sefydlog, gan leihau amlder costau calibradu a chynnal a chadw offer a achosir gan anffurfiad thermol amgylcheddol, a sicrhau gweithrediad sefydlog hirdymor y llinell gynhyrchu lled-ddargludyddion.
Mae cyfernod ehangu thermol yn rhedeg drwy gydol cylch bywyd gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, o ddewis deunyddiau, rheoli prosesau i becynnu a phrofi. Mae angen ystyried effaith ehangu thermol yn llym ym mhob cyswllt. Mae seiliau gwenithfaen, gyda'u cyfernod ehangu thermol isel iawn a phriodweddau rhagorol eraill, yn darparu sylfaen gorfforol sefydlog ar gyfer gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion ac yn dod yn warant bwysig ar gyfer hyrwyddo datblygiad prosesau gweithgynhyrchu sglodion tuag at gywirdeb uwch.
Amser postio: Mai-20-2025