سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ پر تھرمل توسیع کے گتانک کا مخصوص اثر و رسوخ۔

میں
سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے میدان میں، جو حتمی درستگی کی پیروی کرتا ہے، تھرمل توسیع کا گتانک ان بنیادی پیرامیٹرز میں سے ایک ہے جو مصنوعات کے معیار اور پیداوار کے استحکام کو متاثر کرتے ہیں۔ فوٹو لیتھوگرافی، اینچنگ سے لے کر پیکیجنگ تک کے پورے عمل کے دوران، مواد کے تھرمل ایکسپینشن گتانک میں فرق مختلف طریقوں سے مینوفیکچرنگ کی درستگی میں مداخلت کر سکتا ہے۔ تاہم، گرینائٹ بیس، اس کے انتہائی کم تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ساتھ، اس مسئلے کو حل کرنے کی کلید بن گیا ہے۔ میں
لتھوگرافی کا عمل: تھرمل اخترتی پیٹرن کے انحراف کا سبب بنتی ہے۔
فوٹو لیتھوگرافی سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ایک بنیادی قدم ہے۔ فوٹو لیتھوگرافی مشین کے ذریعے، ماسک پر موجود سرکٹ پیٹرن کو فوٹو ریزسٹ کے ساتھ لیپت ویفر کی سطح پر منتقل کیا جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، فوٹو لیتھوگرافی مشین کے اندر تھرمل مینجمنٹ اور ورک ٹیبل کا استحکام انتہائی اہمیت کا حامل ہے۔ ایک مثال کے طور پر روایتی دھاتی مواد لے لو. ان کا تھرمل توسیع کا گتانک تقریباً 12×10⁻⁶/℃ ہے۔ فوٹو لیتھوگرافی مشین کے آپریشن کے دوران، لیزر لائٹ سورس، آپٹیکل لینسز اور مکینیکل اجزاء سے پیدا ہونے والی حرارت آلات کے درجہ حرارت میں 5-10 ℃ تک اضافے کا سبب بنے گی۔ اگر لیتھوگرافی مشین کی ورک ٹیبل دھات کی بنیاد کا استعمال کرتی ہے، تو 1-میٹر لمبا بیس 60-120 μm کی توسیع کی خرابی کا سبب بن سکتا ہے، جو ماسک اور ویفر کے درمیان رشتہ دار پوزیشن میں تبدیلی کا باعث بنے گا۔ میں
اعلی درجے کی مینوفیکچرنگ کے عمل میں (جیسے 3nm اور 2nm)، ٹرانجسٹر کا وقفہ صرف چند نینو میٹر ہے۔ اس طرح کی ایک چھوٹی تھرمل اخترتی فوٹو لیتھوگرافی پیٹرن کو غلط طریقے سے منسلک کرنے کے لیے کافی ہے، جس کے نتیجے میں غیر معمولی ٹرانزسٹر کنکشن، شارٹ سرکٹس یا کھلے سرکٹس، اور دیگر مسائل پیدا ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں براہ راست چپ کے افعال کی ناکامی ہوتی ہے۔ گرینائٹ بیس کا تھرمل ایکسپینشن گتانک 0.01μm/°C (یعنی (1-2) ×10⁻⁶/℃) تک کم ہے، اور اسی درجہ حرارت کی تبدیلی کے تحت اخترتی دھات کی صرف 1/10-1/5 ہے۔ یہ فوٹو لیتھوگرافی مشین کے لیے ایک مستحکم بوجھ برداشت کرنے والا پلیٹ فارم مہیا کر سکتا ہے، فوٹو لیتھوگرافی پیٹرن کی درست منتقلی کو یقینی بناتا ہے اور چپ مینوفیکچرنگ کی پیداوار میں نمایاں طور پر بہتری لاتا ہے۔ میں

اینچنگ اور جمع: ساخت کی جہتی درستگی کو متاثر کرتا ہے۔
ویفر کی سطح پر تین جہتی سرکٹ ڈھانچے کی تعمیر کے لیے اینچنگ اور جمع کرنا کلیدی عمل ہیں۔ اینچنگ کے عمل کے دوران، رد عمل والی گیس ویفر کی سطح کے مواد کے ساتھ کیمیائی رد عمل سے گزرتی ہے۔ دریں اثنا، آلات کے اندر RF پاور سپلائی اور گیس کے بہاؤ کو کنٹرول کرنے والے اجزاء گرمی پیدا کرتے ہیں، جس کی وجہ سے ویفر اور آلات کے اجزاء کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔ اگر ویفر کیریئر یا آلات کی بنیاد کے تھرمل توسیع کا گتانک ویفر سے مماثل نہیں ہے (سلیکون مواد کے تھرمل توسیع کا گتانک تقریباً 2.6×10⁻⁶/℃ ہے)، درجہ حرارت میں تبدیلی آنے پر تھرمل تناؤ پیدا ہو گا، جو سطح پر چھوٹے دراڑوں یا وارپنگ کا سبب بن سکتا ہے۔ میں
اس قسم کی اخترتی کندہ کاری کی گہرائی اور سائیڈ دیوار کی عمودی پن کو متاثر کرے گی، جس کی وجہ سے نقاشی شدہ نالیوں کے طول و عرض، سوراخوں اور دیگر ڈھانچے کے ذریعے ڈیزائن کی ضروریات سے ہٹ جائیں گے۔ اسی طرح، پتلی فلم جمع کرنے کے عمل میں، تھرمل توسیع میں فرق جمع ہونے والی پتلی فلم میں اندرونی تناؤ کا سبب بن سکتا ہے، جس سے فلم کے کریکنگ اور چھیلنے جیسے مسائل پیدا ہوتے ہیں، جو کہ برقی کارکردگی اور چپ کی طویل مدتی وشوسنییتا کو متاثر کرتے ہیں۔ سلکان مواد کی طرح تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ساتھ گرینائٹ بیسز کا استعمال تھرمل تناؤ کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے اور اینچنگ اور جمع کرنے کے عمل کے استحکام اور درستگی کو یقینی بنا سکتا ہے۔ میں
پیکیجنگ کا مرحلہ: تھرمل عدم مطابقت وشوسنییتا کے مسائل کا سبب بنتا ہے۔
سیمی کنڈکٹر پیکیجنگ مرحلے میں، چپ اور پیکیجنگ مواد (جیسے ایپوکسی رال، سیرامکس وغیرہ) کے درمیان تھرمل ایکسپینشن گتانک کی مطابقت بہت اہمیت کی حامل ہے۔ چپس کا بنیادی مواد، سلکان کا تھرمل ایکسپینشن گتانک نسبتاً کم ہے، جبکہ زیادہ تر پیکیجنگ میٹریل نسبتاً زیادہ ہے۔ جب استعمال کے دوران چپ کا درجہ حرارت تبدیل ہوتا ہے تو، تھرمل ایکسپینشن گتانکوں کے مماثل نہ ہونے کی وجہ سے چپ اور پیکیجنگ مواد کے درمیان تھرمل تناؤ پیدا ہوتا ہے۔ میں
یہ تھرمل تناؤ، بار بار درجہ حرارت کے چکروں کے اثر کے تحت (جیسے چپ کے آپریشن کے دوران حرارتی اور ٹھنڈک)، چپ اور پیکیجنگ سبسٹریٹ کے درمیان سولڈر جوائنٹس کی تھکاوٹ کے کریکنگ کا باعث بن سکتا ہے، یا چپ کی سطح پر موجود بانڈنگ تاروں کو گرنے کا سبب بن سکتا ہے، بالآخر الیکٹریکل کنکشن کی ناکامی کے نتیجے میں۔ سلکان مواد کے قریب تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ساتھ پیکیجنگ سبسٹریٹ میٹریل کا انتخاب کرکے اور پیکیجنگ کے عمل کے دوران درستگی کا پتہ لگانے کے لیے بہترین تھرمل استحکام کے ساتھ گرینائٹ ٹیسٹ پلیٹ فارم کا استعمال کرکے، تھرمل عدم مطابقت کے مسئلے کو مؤثر طریقے سے کم کیا جا سکتا ہے، پیکیجنگ کی وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور سروس کی زندگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ میں
پیداواری ماحول کا کنٹرول: سازوسامان اور فیکٹری کی عمارتوں کا مربوط استحکام
مینوفیکچرنگ کے عمل کو براہ راست متاثر کرنے کے علاوہ، تھرمل توسیع کا گتانک بھی سیمی کنڈکٹر فیکٹریوں کے مجموعی ماحولیاتی کنٹرول سے متعلق ہے۔ بڑے سیمی کنڈکٹر پروڈکشن ورکشاپس میں، ائر کنڈیشنگ سسٹم کا آغاز اور رکنا اور آلات کے کلسٹرز کی گرمی کی کھپت جیسے عوامل ماحولیاتی درجہ حرارت میں اتار چڑھاؤ کا سبب بن سکتے ہیں۔ اگر فیکٹری کے فرش، آلات کے اڈوں اور دیگر انفراسٹرکچر کی تھرمل توسیع کا گتانک بہت زیادہ ہے تو، طویل مدتی درجہ حرارت میں تبدیلیوں سے فرش میں شگاف پڑ جائے گا اور آلات کی بنیادیں بدل جائیں گی، اس طرح فوٹو لیتھوگرافی مشینوں اور اینچنگ مشینوں جیسے درست آلات کی درستگی متاثر ہوگی۔ میں
گرینائٹ کے اڈوں کو سامان کی معاونت کے طور پر استعمال کرتے ہوئے اور انہیں کم تھرمل توسیعی گتانک کے ساتھ فیکٹری کی تعمیراتی مواد کے ساتھ جوڑ کر، ایک مستحکم پیداواری ماحول پیدا کیا جا سکتا ہے، جس سے ماحولیاتی تھرمل خرابی کی وجہ سے سامان کی انشانکن اور دیکھ بھال کے اخراجات کی تعدد کو کم کیا جا سکتا ہے، اور سیمی کنڈکٹر پروڈکشن لائن کے طویل مدتی مستحکم آپریشن کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔ میں
تھرمل توسیع کا گتانک سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے پورے لائف سائیکل کے ذریعے چلتا ہے، مواد کے انتخاب، عمل کے کنٹرول سے لے کر پیکیجنگ اور ٹیسٹنگ تک۔ تھرمل توسیع کے اثرات کو ہر لنک میں سختی سے غور کرنے کی ضرورت ہے۔ گرینائٹ اڈے، تھرمل توسیع اور دیگر بہترین خصوصیات کے انتہائی کم گتانک کے ساتھ، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے لیے ایک مستحکم فزیکل بنیاد فراہم کرتے ہیں اور اعلیٰ درستگی کی طرف چپ بنانے کے عمل کی ترقی کو فروغ دینے کے لیے ایک اہم ضمانت بنتے ہیں۔