Дар соҳаи истеҳсоли нимноқилҳо, дақиқӣ хати ҳаётии сифат ва самаранокии маҳсулот аст. Таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳо, ҳамчун ҳалқаи калидӣ барои таъмини дақиқии истеҳсолот, талаботи қариб қатъиро ба устувории ҷузъҳои асосии худ муқаррар мекунад. Дар байни онҳо, платформаи гранитӣ бо устувории гармии аълои худ, дар таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳо нақши муҳим мебозад. Дар ин мақола таҳлили амиқи самаранокии устувории гармии платформаҳои гранитӣ дар таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳо тавассути маълумоти воқеии санҷиш анҷом дода мешавад.
Талаботи қатъӣ барои устувории гармии таҷҳизоти ченкунӣ дар истеҳсоли нимноқилҳо
Раванди истеҳсоли нимноқилҳо ниҳоят мураккаб ва дақиқ аст ва паҳнои хатҳои схема дар чип ба сатҳи нанометр расидааст. Дар чунин раванди истеҳсолии дақиқи баланд, ҳатто тағйироти ночизи ҳарорат метавонад боиси васеъшавӣ ва кашиши гармии ҷузъҳои таҷҳизот гардад ва бо ин васила хатогиҳои андозагириро ба вуҷуд орад. Масалан, дар раванди фотолитография, агар дақиқии андозагирии таҷҳизоти ченкунӣ ба 1 нанометр фарқ кунад, он метавонад мушкилоти ҷиддиро ба монанди занҷирҳои кӯтоҳ ё занҷирҳои кушода дар занҷирҳои чип ба вуҷуд орад, ки боиси вайрон шудани чип мегардад. Тибқи омори маълумоти соҳавӣ, барои ҳар як тағйирёбии ҳарорат дар 1°C, платформаи анъанавии таҷҳизоти ченкунии маводи металлӣ метавонад тағироти андозаии якчанд нанометрро аз сар гузаронад. Аммо, истеҳсоли нимноқилҳо талаб мекунад, ки дақиқии андозагирӣ дар доираи ±0.1 нанометр назорат карда шавад, ки устувории гармиро омили калидӣ дар муайян кардани он, ки оё таҷҳизоти ченкунӣ метавонад ба талаботи истеҳсоли нимноқилҳо ҷавобгӯ бошад, мегардонад.
Афзалиятҳои назариявии устувории гармии платформаҳои гранитӣ
Гранит, ҳамчун як навъи санги табиӣ, дорои кристаллизатсияи дохилии фишурдашудаи минералӣ, сохтори зич ва якхела буда, бартарии табиии устувории гармиро дорад. Аз ҷиҳати коэффитсиенти васеъшавии гармӣ, коэффитсиенти васеъшавии гармии гранит хеле паст буда, одатан аз 4,5 то 6,5 × 10⁻⁶/K аст. Баръакс, коэффитсиенти васеъшавии гармии маводҳои маъмулии металлӣ, ба монанди хӯлаҳои алюминий, то 23,8 × 10⁻⁶/K аст, ки чанд маротиба аз гранит зиёдтар аст. Ин маънои онро дорад, ки дар шароити якхелаи тағирёбии ҳарорат, тағирёбии андозаи платформаи гранит нисбат ба платформаи металлӣ хеле хурдтар аст, ки метавонад истиноди ченкунии устувортарро барои таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳо таъмин кунад.
Илова бар ин, сохтори кристаллии гранит ба он якрангии аълои гармигузарониро медиҳад. Вақте ки кори таҷҳизот гармӣ ба вуҷуд меорад ё ҳарорати муҳити атроф тағйир меёбад, платформаи гранитӣ метавонад гармиро зуд ва баробар интиқол диҳад ва аз падидаҳои аз ҳад зиёд гарм шудан ё аз ҳад зиёд хунук шудан пешгирӣ кунад ва бо ин васила мувозинати умумии ҳарорати платформаро самаранок нигоҳ дорад ва устувории дақиқии ченкуниро таъмин намояд.
Раванд ва усули ченкунии устувории гармӣ
Барои арзёбии дақиқи устувории гармии платформаи гранитӣ дар таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳо, мо як схемаи ченкунии қатъиро тарҳрезӣ кардем. Асбоби ченкунии вафли нимноқилии баландсифатро интихоб кунед, ки бо платформаи гранитии коркардшудаи хеле дақиқ муҷаҳҳаз шудааст. Дар муҳити таҷрибавӣ, диапазони маъмулии тағирёбии ҳарорат дар коргоҳи истеҳсоли нимноқилҳо моделсозӣ карда шуд, яъне тадриҷан аз 20℃ то 35℃ гарм карда шуд ва сипас дубора то 20℃ хунук карда шуд. Тамоми раванд 8 соат давом кард.
Дар платформаи гранитии асбоби ченкунӣ, пластинаҳои стандартии силиконии баландсифат ҷойгир карда шудаанд ва сенсорҳои ҷойивазкунӣ бо дақиқии наномасштаб барои назорат кардани тағйироти нисбии мавқеи байни пластинаҳои силикон ва платформа дар вақти воқеӣ истифода мешаванд. Дар айни замон, якчанд сенсорҳои ҳарорати баландсифат дар мавқеъҳои гуногун дар платформа ҷойгир карда шудаанд, то тақсимоти ҳароратро дар сатҳи платформа назорат кунанд. Дар давоми таҷриба, маълумоти ҷойивазкунӣ ва маълумоти ҳарорат ҳар 15 дақиқа сабт карда шуданд, то пуррагӣ ва дақиқии маълумот таъмин карда шавад.
Маълумоти ченшуда ва таҳлили натиҷаҳо
Робитаи байни тағирёбии ҳарорат ва тағирёбии андозаи платформа
Маълумоти таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки вақте ки ҳарорат аз 20℃ то 35℃ баланд мешавад, тағирёбии андозаи хаттии платформаи гранитӣ хеле ночиз аст. Пас аз ҳисобкунӣ, дар тамоми раванди гармкунӣ, васеъшавии хаттии максималии платформа танҳо 0,3 нанометрро ташкил медиҳад, ки аз диапазони таҳаммулпазирии хатогиҳо барои дақиқии ченкунӣ дар равандҳои истеҳсоли нимноқилҳо хеле пасттар аст. Дар марҳилаи хунуккунӣ, андозаи платформа қариб пурра метавонад ба ҳолати аввала баргардад ва падидаи таъхири тағирёбии андозаро нодида гирифтан мумкин аст. Ин хусусияти нигоҳ доштани тағироти андозагирии хеле паст ҳатто дар зери тағйирёбии назарраси ҳарорат устувории аълои гармии платформаи гранитиро пурра тасдиқ мекунад.
Таҳлили якрангии ҳарорат дар сатҳи платформа
Маълумоти ҷамъовардашуда аз ҷониби сенсори ҳарорат нишон медиҳад, ки ҳангоми кори таҷҳизот ва раванди тағйирёбии ҳарорат, тақсимоти ҳарорат дар сатҳи платформаи гранитӣ хеле яксон аст. Ҳатто дар марҳилае, ки ҳарорат аз ҳама шадидтар тағйир меёбад, фарқияти ҳарорат байни ҳар як нуқтаи андозагирӣ дар сатҳи платформа ҳамеша дар доираи ±0.1℃ назорат карда мешавад. Тақсимоти яксони ҳарорат аз деформатсияи платформа, ки дар натиҷаи фишори нобаробари гармӣ ба вуҷуд меояд, самаранок пешгирӣ мекунад, ҳамворӣ ва устувории сатҳи истинодии андозагириро таъмин мекунад ва муҳити боэътимоди андозагириро барои таҷҳизоти метрологияи нимноқилҳо фароҳам меорад.
Дар муқоиса бо платформаҳои анъанавии мавод
Маълумоти ченшудаи платформаи гранитӣ бо маълумоти таҷҳизоти ченкунии нимноқилҳои якхела бо истифода аз платформаи хӯлаи алюминий муқоиса карда шуд ва фарқиятҳо назаррас буданд. Дар шароити якхелаи тағйирёбии ҳарорат, васеъшавии хаттии платформаи хӯлаи алюминий то 2,5 нанометр мерасад, ки аз платформаи гранитӣ беш аз ҳашт маротиба зиёдтар аст. Дар айни замон, тақсимоти ҳарорат дар сатҳи платформаи хӯлаи алюминий нобаробар аст ва фарқияти максималии ҳарорат ба 0,8℃ мерасад, ки боиси деформатсияи возеҳи платформа мегардад ва ба дақиқии ченкунӣ таъсири ҷиддӣ мерасонад.
Дар ҷаҳони дақиқи таҷҳизоти метрологии нимноқилҳо, платформаҳои гранитӣ бо устувории гармии аълои худ ба такягоҳи асосии таъмини дақиқии андозагирӣ табдил ёфтаанд. Маълумоти ченшуда самаранокии аълои платформаи гранитиро дар вокуниш ба тағирёбии ҳарорат ва таъмини дастгирии боэътимоди техникӣ барои саноати истеҳсоли нимноқилҳо ба таври возеҳ исбот мекунад. Бо пешрафти равандҳои истеҳсоли нимноқилҳо ба самти дақиқии баландтар, бартарии устувории гармии платформаҳои гранитӣ торафт намоёнтар хоҳад шуд ва ин пайваста навовариҳо ва рушди технологӣ дар соҳаро пеш мебарад.
Вақти нашр: 13 майи соли 2025