ಅರೆವಾಹಕಗಳಿಗೆ CNC ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ:
ಚಿಪ್ ಕ್ರಾಂತಿಯ ಹೃದಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ನಿಖರ ಉತ್ಪಾದನೆ
ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮವು ಆಧುನಿಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಅಡಿಪಾಯವಾಗಿದೆ. ಸ್ಮಾರ್ಟ್ಫೋನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಲ್ಯಾಪ್ಟಾಪ್ಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹನಗಳು ಮತ್ತು ಮುಂದುವರಿದ ವೈದ್ಯಕೀಯ ಸಾಧನಗಳವರೆಗೆ, ಇಂದು ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳು (IC ಗಳು) ಇಲ್ಲದೆ ಯಾವುದೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಉದ್ಯಮದ ಮೂಲದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯುವ ನಿಖರತೆಗೆ ರಾಜಿಯಾಗದ ಬೇಡಿಕೆಯಿದೆ.
ಜನರು ಚಿಪ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುವಾಗ ಫೋಟೋಲಿಥೋಗ್ರಫಿ, ತೆಳುವಾದ ಪದರದ ಶೇಖರಣೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಮುಖ್ಯಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮೆಚ್ಚುಗೆ ಪಡೆದ ಆದರೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು ಪರದೆಯ ಹಿಂದೆ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ: ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ನಿಯಂತ್ರಣ (CNC) ಯಂತ್ರ. ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯ CNC ಯಂತ್ರವು ಅರೆವಾಹಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುವ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಫ್ಲಾಟ್, ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ಜ್ಯಾಮಿತೀಯವಾಗಿ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಲೇಖನವು ಅರೆವಾಹಕ ಪರಿಸರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ CNC ಯಂತ್ರವು ಏಕೆ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿದೆ, ಯಾವ ಘಟಕಗಳು ಅದರ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ, ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಳು, ಯಂತ್ರೋಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ವಿಕಸನ ಮತ್ತು ಉದ್ಯಮವು ಆಂಗ್ಸ್ಟ್ರೋಮ್-ಯುಗದ ಉತ್ಪಾದನೆಯತ್ತ ಸಾಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಭವಿಷ್ಯದ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಪರಿಶೋಧಿಸುತ್ತದೆ.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ಸಿಎನ್ಸಿ ಯಂತ್ರೀಕರಣ ಏಕೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯವಾಗಿದೆ
ಉಪಕರಣಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಪ್ಲಾಂಟ್ಗಳು (ಫ್ಯಾಬ್ಗಳು) ನೂರಾರು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಪರಿಕರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ $10 ಮಿಲಿಯನ್ನಿಂದ $400 ಮಿಲಿಯನ್ಗಿಂತಲೂ ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚವಾಗುತ್ತದೆ (ASML ನ ಹೈ-NA EUV ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ). ಈ ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುತೇಕ ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ನೂರಾರು ಅಥವಾ ಸಾವಿರಾರು ನಿಖರ-ಯಂತ್ರದ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.CNC ಯಂತ್ರವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದಿರುವ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣಗಳು:
- ತೀವ್ರ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ: ಅನೇಕ ಘಟಕಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಆಂತರಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಾನಲ್ಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆಕಾರ-ಅನುಪಾತದ ರಂಧ್ರಗಳು, ತೆಳುವಾದ ಗೋಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ 3D ಬಾಹ್ಯರೇಖೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಇವುಗಳನ್ನು ಎರಕಹೊಯ್ದ, ಮುನ್ನುಗ್ಗುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಶುದ್ಧ ಸಂಯೋಜಕ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ ಅಥವಾ ಅಸಾಧ್ಯ.
- ವಸ್ತು ವೈವಿಧ್ಯತೆ: ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉಪಕರಣಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ, ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ (300-ಸರಣಿ, 316L, 17-4PH), ಟೈಟಾನಿಯಂ, ತಾಮ್ರ, ಸೆರಾಮಿಕ್ಗಳು (Al₂O₃, AlN, SiC), ಇನ್ವಾರ್ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ಅಲಾಯ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. CNC ಅವೆಲ್ಲವನ್ನೂ ನಿಭಾಯಿಸಬಲ್ಲದು.
- ಅತಿ-ಬಿಗಿಯಾದ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಳು: 450 ಮಿಮೀ ವ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ 1–5 µm ಚಪ್ಪಟೆತನ, ರಂಧ್ರದ ಸ್ಥಾನ ±2 µm, ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ Ra < 0.1 µm, ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರತೆ < 2 µm ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ.
- ನಿರ್ವಾತ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ: ಭಾಗಗಳು ಆಕ್ರಮಣಕಾರಿ ಫ್ಲೋರಿನ್ ಅಥವಾ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳು, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಹೈ ನಿರ್ವಾತ (10⁻⁹ mbar), ಮತ್ತು −100 °C ನಿಂದ >800 °C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅನಿಲ ಬಿಡುಗಡೆ ಅಥವಾ ಕಣ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಲ್ಲದೆ ಬದುಕಬೇಕು.
- ದುರಸ್ತಿ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣ: ಅನೇಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು (ಉದಾ. ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಚಕ್ ನವೀಕರಣ) ಪದೇ ಪದೇ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಪುನಃ ಲೇಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೇವೆಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ - ಇದು ವ್ಯವಕಲನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದ ಮಾತ್ರ ಸಾಧ್ಯ.
CNC ಯಂತ್ರೋಪಕರಣದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪ್ರಮುಖ ಘಟಕಗಳು
1. ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಗಳು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ರಚನಾತ್ಮಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು
ಆಧುನಿಕ 300 mm ಮತ್ತು ಉದಯೋನ್ಮುಖ 450 mm ವೇಫರ್ ಉಪಕರಣಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್-ಸ್ಟೀಲ್ ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳು ಹಲವಾರು ಟನ್ಗಳಷ್ಟು ತೂಕವಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಗೋಡೆಯ ಸಮಾನಾಂತರತೆ ಮತ್ತು ಫ್ಲೇಂಜ್ ಚಪ್ಪಟೆತನವನ್ನು < 10 µm ಗೆ ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಈ ಕೋಣೆಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 6061-T6 ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಫೋರ್ಜಿಂಗ್ಗಳು ಅಥವಾ 316L ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್-ಸ್ಟೀಲ್ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಗೈಡ್ವೇಗಳೊಂದಿಗೆ ದೊಡ್ಡ 5-ಅಕ್ಷದ ಗ್ಯಾಂಟ್ರಿ ಗಿರಣಿಗಳಲ್ಲಿ ಯಂತ್ರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.
2. ವೇಫರ್ ಹಂತಗಳು ಮತ್ತು ರೆಟಿಕಲ್ ಹಂತಗಳು
EUV ಮತ್ತು DUV ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪರಿಕರಗಳ ಹೃದಯಭಾಗವು ವೇಫರ್ ಹಂತವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್-ಮಟ್ಟದ ಸ್ಥಾನ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ 8 ಗ್ರಾಂಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗವರ್ಧನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರೊಜೆಕ್ಷನ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ಸ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 300 ಎಂಎಂ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ಗಳನ್ನು ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತಗಳು ಸೆರಾಮಿಕ್ (SiSiC, ಜೆರೋಡೂರ್, ULE ಗ್ಲಾಸ್) ಅಥವಾ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಭಾಗಗಳ ಸಂಕೀರ್ಣ ಜೋಡಣೆಗಳಾಗಿವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಸಬ್-ಮೈಕ್ರಾನ್ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಳಿಗೆ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಕೈಯಿಂದ ಲ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಅಂತಿಮ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗೆ ವಜ್ರದಿಂದ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
3. ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಚಕ್ಸ್ (ESC)
ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ, ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಚಕ್ಗಳು ವೇಫರ್ಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಮತಟ್ಟಾಗಿ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅಥವಾ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ಬೇಸ್ಗೆ ಸಿಂಪಡಿಸಲಾದ Al2O3 ಅಥವಾ AlN ಸೆರಾಮಿಕ್) 300 ಮಿಮೀ ಅಡ್ಡಲಾಗಿ 1 µm ವರೆಗಿನ ಪೀಕ್-ಟು-ವ್ಯಾಲಿ ಫ್ಲಾಟ್ನೆಸ್ಗೆ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡಬೇಕು. ಬೇಸ್ಗೆ ಸ್ವತಃ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ CNC ಮಿಲ್ಲಿಂಗ್ ಅಥವಾ ವೈರ್ EDM ನಿಂದ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಲಾದ ಸಂಕೀರ್ಣ ಆಂತರಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಾನಲ್ಗಳ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
4. ಗ್ಯಾಸ್ ಡಿಸ್ಟ್ರಿಬ್ಯೂಷನ್ ಶವರ್ಹೆಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಎಡ್ಜ್ ರಿಂಗ್ಗಳು
ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಶೇಖರಣಾ ಉಪಕರಣಗಳು ಏಕರೂಪದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ತಲುಪಿಸಲು ಸಾವಿರಾರು ನಿಖರವಾದ ಗಾತ್ರದ ಮತ್ತು ಸ್ಥಾನದಲ್ಲಿರುವ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು (50–500 µm ವ್ಯಾಸ) ಹೊಂದಿರುವ ಶವರ್ಹೆಡ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಇವುಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯಿಂದ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಅಥವಾ ಲೇಸರ್-ನೆರವಿನ ಕೊರೆಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಬಹು-ಅಕ್ಷ CNC ಯಂತ್ರ ಕೇಂದ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.
5. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ಆರೋಹಣಗಳು
EUV ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ 13.5 nm ತರಂಗಾಂತರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬಹುಪದರದ ಕನ್ನಡಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಕನ್ನಡಿ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜೆರೋಡೂರ್ ಅಥವಾ ULE ಗ್ಲಾಸ್) ಮೊದಲು ಏಕ-ಬಿಂದು ವಜ್ರ ತಿರುವು ಅಥವಾ ನಿಖರವಾದ ಗ್ರೈಂಡಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಒರಟು-ಯಂತ್ರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಹೊಳಪು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕನ್ನಡಿಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರದ ಆರೋಹಣಗಳು ಉಷ್ಣ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಇನ್ವಾರ್ ಅಥವಾ ಸೂಪರ್ ಇನ್ವಾರ್ನಿಂದ CNC-ಯಂತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಿಎನ್ಸಿ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ವಸ್ತುಗಳು
1. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು
ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ, ಯೋಗ್ಯ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ 6061-T6 ಇನ್ನೂ ಕಾರ್ಯಪ್ರವೃತ್ತವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಿಗಿತ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಗಾಗಿ, Al 6061-RAM2, RSA-6061, ಅಥವಾ Cearun™ (ಸೆರಾಮಿಕ್-ಬಲವರ್ಧಿತ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ) ನಂತಹ ಸ್ವಾಮ್ಯದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
2. ಕಡಿಮೆ-ವಿಸ್ತರಣಾ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು
ಇನ್ವಾರ್ 36 ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಇನ್ವಾರ್ (ಕೋಬಾಲ್ಟ್ ಸೇರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ) 1 ppm/°C ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ರೆಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ವೇಫರ್ ಹಂತದ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿವೆ.
3. ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ಕನ್ನಡಕಗಳು
- ಸಿಲಿಕಾನ್-ಇನ್ಫಿಲ್ಟ್ರೇಟೆಡ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiSiC)
- ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ-ಬಂಧಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (RBSC)
- ಜೆರೋಡುರ್® (ಶಾಟ್) ಮತ್ತು ಯುಎಲ್ಇ® (ಕಾರ್ನಿಂಗ್) ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಲೋ ಎಕ್ಸ್ಪಾನ್ಶನ್ ಗ್ಲಾಸ್
- ಸ್ಥಾಯೀವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಚಕ್ಗಳಿಗೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (AlN) ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ (Al2O3)
ಈ ಸುಲಭವಾಗಿ ಒಡೆಯುವ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ವಿಶೇಷವಾದ CNC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ: ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಯಂತ್ರ, ಡಕ್ಟೈಲ್-ರೆಜಿಮ್ ಗ್ರೈಂಡಿಂಗ್, ಅಥವಾ ಲೇಸರ್-ಸಹಾಯದ ಯಂತ್ರ.
4. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಲೋಹಗಳು
ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್, ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ ಮತ್ತು ಟೈಟಾನಿಯಂಗಳನ್ನು ಫ್ಲೋರಿನ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಲೋಹಗಳು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಟಾರ್ಕ್ CNC ಯಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಡೈಮಂಡ್ (PCD) ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತವೆ.
CNC ಯಂತ್ರದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಘಟಕಗಳು
ಕಾಂಪೊನೆಂಟ್ | ವಿಶಿಷ್ಟ ವಸ್ತು | ಪ್ರಮುಖ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು | ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯ ಉದಾಹರಣೆಗಳು |
|---|---|---|---|
ವೇಫರ್ ಚಕ್ಸ್ (ESC) | ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ, AlN | ಚಪ್ಪಟೆತನ < 3 µm, Ra < 0.05 µm, ಹೀಲಿಯಂ ಸೋರಿಕೆ < 10⁻⁹ | ±2 µm ರಂಧ್ರದ ಸ್ಥಾನ |
ಶವರ್ಹೆಡ್ಗಳು / ಗ್ಯಾಸ್ ಪ್ಲೇಟ್ಗಳು | ಅನೋಡೈಸ್ಡ್ ಅಲ್, 316L SS | 5000–20,000 ರಂಧ್ರಗಳು Ø0.3–1.0 ಮಿಮೀ, ±5 µm ಸ್ಥಾನ | <Ra 0.4 µm |
ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯ ಗೋಡೆಗಳು | 6061-T6, 5083 ಅಲ್ | ಬೆಸುಗೆ ಹಾಕಿದ + ಯಂತ್ರದಿಂದ ಮಾಡಿದ, ಹೀಲಿಯಂ ಸೋರಿಕೆ-ನಿರೋಧಕ | 2 ಮೀ ಗಿಂತ 50 µm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಚಪ್ಪಟೆತನ |
ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿಗಳು | OFHC ತಾಮ್ರ, ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ | ಆರ್ಎಫ್ ವಾಹಕತೆ, ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಾನಲ್ಗಳು | ±10 µm ಚಾನಲ್ ಸ್ಥಳ |
ಲಿಫ್ಟ್ ಪಿನ್ ಅಸೆಂಬ್ಲಿಗಳು | ಸೆರಾಮಿಕ್-ಲೇಪಿತ ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ | ಉಡುಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಕಣ ನಿಯಂತ್ರಣ | ಏಕಾಗ್ರತೆ < 5 µm |
ರಚನಾತ್ಮಕ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು (EUV) | ಇನ್ವಾರ್ 36, ಕಡಿಮೆ-CTE ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು | ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ < 50 ppb/K | ಸ್ಥಾನಿಕ ನಿಖರತೆ ± 15 µm |
ಫೋಕಸ್ ಉಂಗುರಗಳು, ಅಂಚಿನ ಉಂಗುರಗಳು | ಸಿಲಿಕಾನ್, ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆ, SiC | ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸವೆತ ನಿರೋಧಕತೆ | ಪ್ರೊಫೈಲ್ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ ± 10 µm |
ಈ ಭಾಗಗಳು ಕೆಲವು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ಗಳಿಂದ 2 ಮೀಟರ್ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಗ್ರಾಂನಿಂದ ಹಲವಾರು ಟನ್ಗಳವರೆಗೆ ತೂಕವಿರುತ್ತವೆ.
ನಿಖರತೆಯ ಮಟ್ಟಗಳು ಮತ್ತು ಮಾಪನಶಾಸ್ತ್ರ
ಅರೆವಾಹಕ ಉಪಕರಣಗಳ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣದಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಳು:
ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯ | ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಹಿಷ್ಣುತೆ | ಅಳತೆ ವಿಧಾನ |
|---|---|---|
ಚಪ್ಪಟೆತನ (300 ಮಿಮೀ ಮೇಲ್ಮೈ) | 0.5–2 µm ಪಿವಿ | ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೆಟ್ರಿ (ಫಿಝೌ, ಜೈಗೋ) |
ಸಮಾನಾಂತರತೆ | 1–5 .m | ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮಟ್ಟಗಳು + ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೆಟ್ರಿ |
ರಂಧ್ರದ ಸ್ಥಾನ (ಸಾವಿರಾರು ರಂಧ್ರಗಳು) | ±2–5 µಮೀ | ಸಮನ್ವಯ ಅಳತೆ ಯಂತ್ರ (CMM) |
ಮೇಲ್ಪದರ ಗುಣಮಟ್ಟ | ರಾ 0.025–0.1 µm | ಬಿಳಿ-ಬೆಳಕಿನ ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೆಟ್ರಿ |
ಕೂಲಿಂಗ್ ಚಾನಲ್ ಸ್ಥಾನ | ±10 µm | CT ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಅಥವಾ ಅಲ್ಟ್ರಾಸೌಂಡ್ ಪರೀಕ್ಷೆ |
ಪ್ರಮುಖ ಅಂಗಡಿಗಳು ಈಗ ನೂರಾರು ಕಿಲೋಗ್ರಾಂಗಳಷ್ಟು ತೂಕದ ಘಟಕಗಳ ಮೇಲೆ "ಸಬ್-ಮೈಕ್ರಾನ್" ಅಥವಾ "100-ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್" ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ CNC ಯಂತ್ರೋಪಕರಣಗಳ ವಿಕಸನ
1. 1990–2000ದ ದಶಕದ ಯುಗ
ಹೈಡೆನ್ಹೈನ್ ಮಾಪಕಗಳು ಮತ್ತು ಗಾಜಿನ-ಮಾಪಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಗ್ಯಾಂಟ್ರಿ ಗಿರಣಿಗಳು (ವಾಲ್ಡ್ರಿಚ್ ಕೋಬರ್ಗ್, ಪಾರ್ಪಾಸ್, ಎಫ್ಪಿಟಿ) ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿವೆ. ಹೈಡ್ರೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಬೇರಿಂಗ್ಗಳು ಮತ್ತು ತೈಲ ಶವರ್ಗಳು ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಿದವು.
2. 2010 ರ ದಶಕ: ಗಾಳಿ ಬೀಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾಂತೀಯ ತೇಲುವಿಕೆ ಹಂತಗಳು
ಏರೋಟೆಕ್, ಫಿಸಿಕ್ ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟೆ (PI), ಮತ್ತು ALIO ಇಂಡಸ್ಟ್ರೀಸ್ ನಂತಹ ಕಂಪನಿಗಳು < 10 nm ಪುನರಾವರ್ತನೀಯತೆಯೊಂದಿಗೆ ಗಾಳಿ-ಬೇರಿಂಗ್ ಲೀನಿಯರ್ ಮೋಟಾರ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದವು. ಇವು ಎರಡನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ನಿಖರ ಯಂತ್ರ ಕೇಂದ್ರಗಳ ಬೆನ್ನೆಲುಬಾದವು.
3. ಪ್ರಸ್ತುತ ಸ್ಥಿತಿ (2020–2025)
- EUV ಕನ್ನಡಿ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗಾಗಿ ಮೂರ್ ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಪ್ರೆಸಿಟೆಕ್ ಸಿಂಗಲ್-ಪಾಯಿಂಟ್ ಡೈಮಂಡ್ ಟರ್ನಿಂಗ್ ಯಂತ್ರಗಳು.
- ಕೆರ್ನ್ ಮೈಕ್ರೋಟೆಕ್ನಿಕ್ ಮತ್ತು ಯಾಸ್ಡಾ ಮೈಕ್ರೋಮಷಿನಿಂಗ್ ಕೇಂದ್ರಗಳು 100 nm ರೂಪ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತಿವೆ.
- ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ಗಾಗಿ DMG ಮೋರಿ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಸರಣಿ
- ಫ್ಯಾನುಕ್ ರೊಬೊನಾನೊ α-NMiA: 0.1 nm ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಮತ್ತು 1 nm ಸ್ಥಾನೀಕರಣ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್
- ಸಕ್ರಿಯ ಕಂಪನ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯ ಅಡಿಪಾಯಗಳೊಂದಿಗೆ ±0.01 °C ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ತಾಪಮಾನ-ನಿಯಂತ್ರಿತ ಅಂಗಡಿಗಳು
ಸಾಮಗ್ರಿಗಳ ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆ
1. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು
6061-T6 ಮತ್ತು 5083 ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ ಮತ್ತು ಆನೋಡೈಸೇಶನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಕೆಲಸಗಾರರಾಗಿವೆ. ಹಾರ್ಡ್ ಆನೋಡೈಸಿಂಗ್ (ಟೈಪ್ III) ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ದಾಳಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿರೋಧಿಸುವ 25–50 µm Al₂O₃ ಪದರವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಆನೋಡೈಸಿಂಗ್ನಲ್ಲಿರುವ ಮೈಕ್ರೋಪೋರ್ಗಳು ಕಣಗಳನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸಬಹುದು - ಆಧುನಿಕ ಅಂಗಡಿಗಳು ಬಹು-ಹಂತದ ಸೀಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸ್ವಾಮ್ಯದ ಲೇಪನಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ (ಉದಾ, ಟ್ವಿನ್ ವೈರ್ ಆರ್ಕ್ ಸ್ಪ್ರೇ Al₂O₃ ಅಥವಾ Y₂O₃ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸ್ಪ್ರೇ).
2. ಸ್ಟೇನ್ಲೆಸ್ ಸ್ಟೀಲ್ಸ್
NF₃ ಮತ್ತು Cl₂ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಗಳ ವಿರುದ್ಧ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಗಾಗಿ 316L ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಕಣ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು Ra < 0.2 µm ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡುವುದು ಕಡ್ಡಾಯವಾಗಿದೆ.
3. ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್
ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ (99.8%), ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ವಜ್ರದ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು "ಹಸಿರು" ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಯಂತ್ರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರದ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಗಳು 18–22% ರಷ್ಟು ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ, ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಕುಗ್ಗುವಿಕೆ ಪರಿಹಾರ ಮಾದರಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.
4. ಕಡಿಮೆ-CTE ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು
ಇನ್ವಾರ್ 36 ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ ಇನ್ವಾರ್ಗಳನ್ನು EUV ಮತ್ತು DUV ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ 10–40 °C ತಾಪಮಾನ ಏರಿಳಿತಗಳಲ್ಲಿ ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
5. ವಕ್ರೀಭವನ ಲೋಹಗಳು
ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ಮತ್ತು ಟಂಗ್ಸ್ಟನ್ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಯಂತ್ರಗಳಿಂದ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಅಪಘರ್ಷಕವಾಗಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಒತ್ತಡದ ಶೀತಕ (70–100 ಬಾರ್) ಹೊಂದಿರುವ ಕಠಿಣ ಯಂತ್ರಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ನಿರ್ಣಾಯಕ ಯಂತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು
1. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಮೆಷಿನಿಂಗ್ (HSM)
ಎಸ್ ಪಿಂಡಲ್ ವೇಗ 20,000–42,000 rpm, ಸಮತೋಲಿತ PCD ಅಥವಾ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ವಜ್ರ ಉಪಕರಣಗಳು, ಮಂಜು ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಲುಕ್-ಅಹೆಡ್ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ಗಳು ಒಂದೇ ಪಾಸ್ನಲ್ಲಿ ಕನ್ನಡಿ-ತರಹದ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುವಿಕೆಗಳನ್ನು (Ra < 4 nm) ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.
2. ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಡಕ್ಟೈಲ್-ರೀಜಿಮ್ ಯಂತ್ರೀಕರಣ
ಕಟ್ ಆಳವನ್ನು ನಿರ್ಣಾಯಕ ಮಿತಿಗಿಂತ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ < 1 µm) ಕಡಿಮೆ ಇಡುವ ಮೂಲಕ, ದುರ್ಬಲವಾದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಪ್ ಡೈಮಂಡ್ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಡಕ್ಟೈಲ್ ಮೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಯಂತ್ರ ಮಾಡಬಹುದು, ಬಿರುಕು ಬಿಡದೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು.
3. ಸಿಂಗಲ್-ಪಾಯಿಂಟ್ ಡೈಮಂಡ್ ಟರ್ನಿಂಗ್ (SPDT)
ಆಸ್ಫೆರಿಕ್ EUV ಕನ್ನಡಿ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಯಂತ್ರಗಳು ತೈಲ-ಮಂಜು ಅಥವಾ ನಿರ್ವಾತ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸಬ್-ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.
6.4 ವೈರ್ ಇಡಿಎಂ ಮತ್ತು ಸಿಂಕರ್ ಇಡಿಎಂ
ಗಟ್ಟಿಗೊಳಿಸಿದ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಆಳವಾದ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಾನಲ್ಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಧುನಿಕ ಜನರೇಟರ್ಗಳು ಒಂದೇ ಸ್ಕಿಮ್ ಕಟ್ನಲ್ಲಿ <Ra 0.1 µm ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತಾಯಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ.
5. ಸಂಕಲನ + ವ್ಯವಕಲನ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ತಯಾರಿಕೆ
ಹೊಸ ಪ್ರವೃತ್ತಿ: 3D-ಮುದ್ರಿತ ಇನ್ವಾರ್ ಅಥವಾ ಟೈಟಾನಿಯಂ ನಿಯರ್-ನೆಟ್ ಆಕಾರಗಳು, ನಂತರ ಅದೇ ವೇದಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಫಿನಿಶ್-ಮೆಷಿನ್ (ಉದಾ, ಹರ್ಮ್ಲೆ MPA ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ಟೆಕ್ DED ಹೈಬ್ರಿಡ್ಗಳು).
ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಟ್ರಾ-ನಿಖರತೆ CNC ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳು
ಅರೆವಾಹಕ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಬೇಡಿಕೆ:
- ಸ್ಥಾನಿಕ ನಿಖರತೆ: 500–2000 ಮಿಮೀ ಪ್ರಯಾಣದಲ್ಲಿ ±2–5 µm
- ಪುನರಾವರ್ತನೀಯತೆ: < 1 µm
- ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತಾಯ: ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ-ಮುಖ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ Ra 0.025–0.1 µm
- ಚಪ್ಪಟೆತನ: Ø300–450 ಮಿ.ಮೀ ಗಿಂತ 1–3 µm
- ಸಮಾನಾಂತರತೆ/ಲಂಬತೆ: < 3 µm
- 5-ಅಕ್ಷ ಅಥವಾ 8-ಅಕ್ಷದ ಯಂತ್ರ ಕೇಂದ್ರಗಳು (ಉದಾ, ಯಾಸ್ಡಾ, ಮಕಿನೊ, ಡಿಎಂಜಿ ಮೋರಿ, ಕೆರ್ನ್, ಲೀಚ್ಟಿ)
- 20,000–60,000 rpm ನಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಅಥವಾ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಪಿಂಡಲ್ಗಳು
- ಯಂತ್ರದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ± 0.1 °C ಒಳಗೆ ಇಡುವ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು
- 0.1 µm ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಹೊಂದಿರುವ ಆನ್-ಮೆಷಿನ್ ಪ್ರೋಬಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಟೂಲ್ ಸೆಟ್ಟರ್ಗಳು
- ಸಕ್ರಿಯ ಕಂಪನ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಗ್ರಾನೈಟ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮರ್-ಕಾಂಕ್ರೀಟ್ ಬೇಸ್ಗಳು
ಲೊರೆಮ್ ಇಪ್ಸಮ್ ಡಾಲರ್ ಸಿಟ್ ಅಮೆಟ್, ಕಾನ್ಸೆಟೆಚರ್ ಅಡಿಪೈಸಿಂಗ್ ಎಲೈಟ್. ಯುಟ್ ಎಲಿಟ್ ಟೆಲ್ಲಸ್, ಲುಕ್ಟಸ್ ನೆಕ್ ಉಲ್ಲಾಮ್ಕಾರ್ಪರ್ ಮ್ಯಾಟಿಸ್, ಪುಲ್ವಿನಾರ್ ಡ್ಯಾಪಿಬಸ್ ಲಿಯೋ.
ಸುಧಾರಿತ ಯಂತ್ರ ತಂತ್ರಗಳು
1. ಸಣ್ಣ ಪರಿಕರಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಮೆಷಿನಿಂಗ್ (HSM)
ಶವರ್ಹೆಡ್ಗಳು 0.1 ಮಿಮೀ ಮೈಕ್ರೋ ಎಂಡ್ ಮಿಲ್ಗಳೊಂದಿಗೆ 40,000 ಆರ್ಪಿಎಂನಲ್ಲಿ ಕೊರೆಯಲಾದ Ø0.5 ಮಿಮೀನ 15,000 ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. 100 ಬಾರ್ ಥ್ರೂ-ಟೂಲ್ ಕೂಲಂಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಪೆಕ್ ಡ್ರಿಲ್ಲಿಂಗ್ ಚಿಪ್ ಮರು-ವೆಲ್ಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.
2. ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್-ಅಸಿಸ್ಟೆಡ್ ಮೆಷಿನಿಂಗ್
ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಗಳಿಗೆ, 20–40 kHz ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಕಂಪನವು ಕತ್ತರಿಸುವ ಬಲವನ್ನು 30–70% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತಾಯ ಮತ್ತು ಉಪಕರಣದ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ನಾಟಕೀಯವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.
3. ಸಿಂಗಲ್-ಪಾಯಿಂಟ್ ಡೈಮಂಡ್ ಟರ್ನಿಂಗ್ (SPDT)
ಅತಿಗೆಂಪು ಮಸೂರಗಳು ಮತ್ತು ಕೆಲವು ತಾಮ್ರದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. Ra 3–5 nm ವರೆಗಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತಾಯಗಳು ವಾಡಿಕೆಯಾಗಿದೆ.
4. ಸಂಕೀರ್ಣ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗಳ 5-ಅಕ್ಷ ಏಕಕಾಲಿಕ ಮಿಲ್ಲಿಂಗ್
1 ಮಿಮೀ ವ್ಯಾಸ ಮತ್ತು 20:1 ಆಕಾರ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಂತರಿಕ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಚಾನಲ್ಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘ-ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಮೊನಚಾದ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ರೋಕಾಯಿಡಲ್ ಟೂಲ್ಪಾತ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
5. ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಸಂಯೋಜಕ-ವ್ಯವಕಲನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು
ಕೆಲವು ಹೊಸ ಘಟಕಗಳನ್ನು (ಉದಾ., ಕಾನ್ಫಾರ್ಮಲ್-ಕೂಲ್ಡ್ ಶವರ್ಹೆಡ್ಗಳು) DMLS/ಲೇಸರ್ಕ್ಯೂಸಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಇಂಕೋನೆಲ್ ಅಥವಾ ತಾಮ್ರದಲ್ಲಿ 3D ಮುದ್ರಣ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಅದೇ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ±10 µm ಗೆ ಮುಕ್ತಾಯಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಮಾಪನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಗುಣಮಟ್ಟ ಭರವಸೆ
ಯಾವುದೇ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಭಾಗಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಕಠಿಣ ತಪಾಸಣೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ:
- ±0.3 µm ಅನಿಶ್ಚಿತತೆಯೊಂದಿಗೆ ಝೈಸ್ ಪ್ರಿಸ್ಮೋ ಅಥವಾ ಲೀಟ್ಜ್ PMM-C ಅಲ್ಟ್ರಾ-ನಿಖರ CMM ಗಳು
- ಸಮತಲತೆಗಾಗಿ ಜೈಗೋ ಜಿಪಿಐ ಅಥವಾ 4 ಡಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಹಂತ-ಶಿಫ್ಟಿಂಗ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೀಟರ್ಗಳು
- Ra < 50 nm ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗೆ ಬ್ರೂಕರ್ ಬಿಳಿ-ಬೆಳಕಿನ ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೀಟರ್ಗಳು
- ಹೀಲಿಯಂ ಮಾಸ್-ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ ಸೋರಿಕೆ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು 10⁻¹⁰ mbar·L/s ಗೆ
- 150 °C ಬೇಕಿಂಗ್ ನಂತರ ಶೇಷ ಅನಿಲ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (RGA) < 10⁻⁹ Torr·L/s/cm² ಅನಿಲ ಹೊರಹೋಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಲು
- ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ ಶುಚಿಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ ದ್ರವ ಕಣ ಕೌಂಟರ್ (LPC) ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ ಕಣ ಸ್ಕ್ಯಾನರ್ ಮೂಲಕ ಕಣ ಎಣಿಕೆ
ಕ್ಲೀನ್ರೂಮ್ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ ಮತ್ತು ನಂತರದ ಸಂಸ್ಕರಣೆ
30 nm ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಣಗಳು 3 nm ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಕೊಲ್ಲಬಲ್ಲವು, ಆದ್ದರಿಂದ ಅನೇಕ ಉನ್ನತ-ಮಟ್ಟದ ಅಂಗಡಿಗಳು ತಮ್ಮ ನಿಖರ ಯಂತ್ರಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ನೇರವಾಗಿ ISO 5 (ವರ್ಗ 100) ಅಥವಾ ISO 4 ಕ್ಲೀನ್ರೂಮ್ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿವೆ.
ಉದಾಹರಣೆಗಳು:
- ಬುಲೆನ್ ಅಲ್ಟ್ರಾಸಾನಿಕ್ಸ್ (ಯುಎಸ್ಎ)
- ಟೈರೋಲಿಟ್ ಸಿಎನ್ಸಿ ಕ್ಲೀನ್ರೂಮ್ ಸೌಲಭ್ಯ (ಆಸ್ಟ್ರಿಯಾ)
- ಕ್ಯಾನನ್ನ ಉಟ್ಸುನೋಮಿಯಾ ನಿಖರ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ ಕ್ಲೀನ್ರೂಮ್ (ಜಪಾನ್)
- ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ DI ನೀರು + ಮೆಗಾಸಾನಿಕ್ ಆಂದೋಲನ
- ಬಹು-ಹಂತದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ (SC-1, SC-2, ಪಿರಾನ್ಹಾ)
- ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಪ್ಯೂರ್ N₂ ಬ್ಲೋ-ಡ್ರೈ
- 150–200 °C ವ್ಯಾಕ್ಯೂಮ್ ಬೇಕ್
- N₂-ಪರ್ಜಡ್ ಬ್ಯಾಗ್ಗಳಲ್ಲಿ ಡಬಲ್-ಬ್ಯಾಗಿಂಗ್
ಪ್ರಕರಣ ಅಧ್ಯಯನ: EUV ವೇಫರ್ ಹಂತದ ಬೇಸ್ಪ್ಲೇಟ್ ಅನ್ನು ಯಂತ್ರ ಮಾಡುವುದು
ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ 450 mm EUV ವೇಫರ್ ಹಂತದ ಬೇಸ್ಪ್ಲೇಟ್ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ:
- ವಸ್ತು: SiSiC ಸೆರಾಮಿಕ್, 900 × 800 × 100 ಮಿಮೀ
- ಚಪ್ಪಟೆತನದ ಅವಶ್ಯಕತೆ: ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ < 1 µm PV
- 120 ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಚಾನಲ್ಗಳು, 3 ಮಿಮೀ ವ್ಯಾಸ, ±15 µm ಸ್ಥಾನ
- 600 ಥ್ರೆಡ್ ಇನ್ಸರ್ಟ್ಗಳು (M4 ಹೀಲಿಯಂ-ಲೈಟ್)
- ಅಂತಿಮ ಮೇಲ್ಮೈ: Ra < 50 nm ಗೆ ಲ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ
- ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ-ಬಂಧಿತ ಖಾಲಿ ಜಾಗದ ಹಸಿರು ಯಂತ್ರ
- ಸಿಲಿಕಾನ್ ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಚಿಕಿತ್ಸೆ
- 5-ಅಕ್ಷದ ಯಂತ್ರ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಒರಟಾಗಿ ರುಬ್ಬುವುದು
- 1 µm ಆಳದ ಕಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಡಕ್ಟೈಲ್-ರೆಜಿಮ್ ಫಿನಿಶ್ ಗ್ರೈಂಡಿಂಗ್
- ಅಂತಿಮ ರೂಪ ತಿದ್ದುಪಡಿಗಾಗಿ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋರಿಯೊಲಾಜಿಕಲ್ ಫಿನಿಶಿಂಗ್ (MRF)
- ಜೈಗೋ ವೆರಿಫೈರ್ MST 600 mm ಅಪರ್ಚರ್ ಇಂಟರ್ಫೆರೋಮೀಟರ್ನಲ್ಲಿ ಮಾಪನಶಾಸ್ತ್ರ
- ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ ಅಂತಿಮ ಕೈ ಲ್ಯಾಪಿಂಗ್
ಉದ್ಯಮವು ಉಪ-2 nm ನೋಡ್ಗಳಿಗೆ ಚಲಿಸುವಾಗ ಸವಾಲುಗಳು
1. ಆಂಗ್ಸ್ಟ್ರೋಮ್-ಮಟ್ಟದ ಸ್ಥಿರತೆ
ಭವಿಷ್ಯದ EUV ಹೈ-NA ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ 50–100 ಪಿಕೋಮೀಟರ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಹಂತದ ಸ್ಥಾನೀಕರಣ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಮೂಲಭೂತ ವಸ್ತು ಮಿತಿಗಳ ಕಡೆಗೆ ತಳ್ಳುತ್ತದೆ.
2. 450 ಮಿಮೀ ಪರಿವರ್ತನೆ
ದೊಡ್ಡ ವೇಫರ್ಗಳು ಅದೇ ಸಾಪೇಕ್ಷ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಇನ್ನೂ ದೊಡ್ಡ ಯಂತ್ರದ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಬಯಸುತ್ತವೆ - ಕಷ್ಟದಲ್ಲಿ ಘಾತೀಯ ಹೆಚ್ಚಳ.
3. ಹೊಸ ವಸ್ತುಗಳು
ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ವಸ್ತುಗಳು (ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಲೇಪನಗಳು, ವಜ್ರದಂತಹ ಕಾರ್ಬನ್), ಲೋಹ-ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮತ್ತು ಫೋಟೊನಿಕ್ ರಚನೆಗಳಿಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹೊಸ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ ಮಾದರಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ.
4. ಸುಸ್ಥಿರತೆ
ಉದ್ಯಮವು ಶಕ್ತಿ, ನೀರು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿದೆ. ಯಂತ್ರೋಪಕರಣ ಅಂಗಡಿಗಳು ಕನಿಷ್ಠ-ಪ್ರಮಾಣದ ಲೂಬ್ರಿಕೇಶನ್ (MQL), ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಚಿಪ್ಗಳ ಮರುಬಳಕೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿವೆ.
ತೀರ್ಮಾನ
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸುದ್ದಿಗಳಲ್ಲಿ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ತರಂಗಾಂತರ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೇಲೆ ಸ್ಪಾಟ್ಲೈಟ್ ಉಳಿದಿದ್ದರೂ, ವಾಸ್ತವವೆಂದರೆ CNC ಯಂತ್ರದಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ನಿಖರವಾದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಘಟಕಗಳ ಸೈನ್ಯವಿಲ್ಲದೆ ಯಾವುದೇ ಮುಂಚೂಣಿಯ ಚಿಪ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಬಹು-ಟನ್ ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಗಳಿಂದ ಫ್ಲಾಟ್ ವರೆಗೆ ಮೈಕ್ರಾನ್ ವರೆಗೆ ಸ್ಥಿರವಾದ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವೇಫರ್ ಹಂತಗಳವರೆಗೆ ಕೆಲವು ಪರಮಾಣುಗಳವರೆಗೆ, CNC ಯಂತ್ರವು ಯಾಂತ್ರಿಕವಾಗಿ ಸಾಧ್ಯವಿರುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ಗಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಉದ್ಯಮವು ಆಂಗ್ಸ್ಟ್ರೋಮ್-ಸ್ಕೇಲ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು ಮತ್ತು 450 ಎಂಎಂ ವೇಫರ್ಗಳ ಕಡೆಗೆ ಓಡುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ನಿಖರ ಯಂತ್ರದ ಮೇಲಿನ ಬೇಡಿಕೆಗಳು ತೀವ್ರಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಕ್ಲೀನ್ರೂಮ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, ವಿಲಕ್ಷಣ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, ಮೀಟರ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಸಬ್-ಮೈಕ್ರಾನ್ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ತಲುಪಿಸಬಲ್ಲ ಅಂಗಡಿಗಳು ASML, ಅಪ್ಲೈಡ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್, ಲ್ಯಾಮ್ ರಿಸರ್ಚ್, ಟೋಕಿಯೊ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮತ್ತು ಚಿಪ್ಮೇಕರ್ಗಳಿಗೆ ಅನಿವಾರ್ಯ ಪಾಲುದಾರರಾಗಿ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ.
ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರಸಿದ್ಧ ಮೂರ್ ನಿಯಮವು ಕೇವಲ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಕಥೆಯಲ್ಲ - ಇದು ಒಂದು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪರಿಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಯಂತ್ರೀಕರಿಸಿದ ಘಟಕವನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುವ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ನ ವಿಜಯವಾಗಿದೆ.