අර්ධ සන්නායක සඳහා CNC යන්ත්රෝපකරණ:
චිප් විප්ලවයේ හදවතේ නිරවද්ය නිෂ්පාදනය
අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය නවීන තාක්ෂණයේ පදනමයි. ස්මාර්ට්ෆෝන් සහ ලැප්ටොප් පරිගණකවල සිට කෘතිම බුද්ධි පද්ධති, විදුලි වාහන සහ දියුණු වෛද්ය උපකරණ දක්වා, ඒකාබද්ධ පරිපථ (IC) නොමැතිව අද කිසිවක් ක්රියාත්මක නොවේ. මෙම කර්මාන්තයේ හරය වන්නේ මයික්රෝමීටර සහ නැනෝමීටර වලින් පවා මනින නිරවද්යතාවය සඳහා වන සම්මුති විරහිත ඉල්ලුමයි.
චිප් සෑදීම ගැන කතා කරන විට, ප්රකාශ ශිලා විද්යාව, තුනී පටල තැන්පත් කිරීම සහ කැටයම් කිරීම ප්රධාන මාතෘකා අතර ප්රමුඛස්ථානයක් ගන්නා අතර, බොහෝ විට අඩුවෙන් අගය කරන නමුත් සම්පූර්ණයෙන්ම තීරණාත්මක සක්රීයකාරකයක් තිරය පිටුපස පවතී: පරිගණක සංඛ්යාත්මක පාලනය (CNC) යන්ත්රකරණය. අධි-නිරවද්ය CNC යන්ත්රකරණය අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන උපකරණ කළ හැකි අතිශය පැතලි, තාප ස්ථායී සහ ජ්යාමිතික වශයෙන් පරිපූර්ණ සංරචක නිපදවයි.
අර්ධ සන්නායක පරිසර පද්ධතිය තුළ CNC යන්ත්රෝපකරණ අත්යවශ්ය වන්නේ මන්දැයි, එය මත රඳා පවතින සංරචක, සම්බන්ධ වන ද්රව්ය සහ ඉවසීම්, යන්ත්ර මෙවලම් සහ ක්රියාවලීන්ගේ පරිණාමය සහ කර්මාන්තය ඇන්ග්ස්ට්රෝම් යුගයේ නිෂ්පාදනය කරා ගමන් කරන විට අනාගත අභියෝග මෙම ලිපියෙන් ගවේෂණය කෙරේ.
අර්ධ සන්නායකවල CNC යන්ත්රෝපකරණ අත්යවශ්ය වන්නේ ඇයි?
උපකරණඅර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන කම්හල් (ෆැබ්) වල ක්රියාවලි මෙවලම් සිය ගණනක් අඩංගු වන අතර, ඒ සෑම එකක්ම ඩොලර් මිලියන 10 සිට ඩොලර් මිලියන 400 කට වඩා වැඩි මුදලක් වැය වේ (ASML හි High-NA EUV පද්ධති සම්බන්ධයෙන්). මෙම මෙවලම් සෑම එකකම පාහේ නිරවද්ය යන්ත්රෝපකරණ කොටස් සිය ගණනක් හෝ දහස් ගණනක් අඩංගු වේ.CNC යන්ත්රෝපකරණ සම්පූර්ණයෙන්ම ප්රතිස්ථාපනය කළ නොහැකි වීමට ප්රධාන හේතු:
- අතිශය ජ්යාමිතික සංකීර්ණතාව: බොහෝ සංරචකවල සංකීර්ණ අභ්යන්තර සිසිලන නාලිකා, ඉහළ දර්ශන අනුපාත සිදුරු, තුනී බිත්ති සහ සංකීර්ණ ත්රිමාණ සමෝච්ඡයන් ඇති අතර ඒවා වාත්තු කිරීම, ව්යාජ ලෙස සකස් කිරීම හෝ පිරිසිදු ආකලන ක්රම සමඟ නිෂ්පාදනය කිරීමට අපහසු හෝ කළ නොහැකි ය.
- ද්රව්ය විවිධත්වය: අර්ධ සන්නායක උපකරණ ඇලුමිනියම්, මල නොබැඳෙන වානේ (300-ශ්රේණි, 316L, 17-4PH), ටයිටේනියම්, තඹ, සෙරමික් (Al₂O₃, AlN, SiC), ඉන්වර් සහ සුපිරි මිශ්ර ලෝහ භාවිතා කරයි. CNC ඒ සියල්ල හැසිරවිය හැකිය.
- අතිශය තද ඉවසීම්: 450 mm විෂ්කම්භය හරහා 1–5 µm පැතලි බව, සිදුරු පිහිටීම ±2 µm, මතුපිට රළු බව Ra < 0.1 µm, සහ සමාන්තරකරණය < 2 µm පොදු වේ.
- රික්තකය සහ ප්ලාස්මා අනුකූලතාව: කොටස් ආක්රමණශීලී ෆ්ලෝරීන් හෝ ක්ලෝරීන් ප්ලාස්මා, අතිශය ඉහළ රික්තය (10⁻⁹ mbar) සහ −100 °C සිට >800 °C දක්වා උෂ්ණත්වයන් වායු පිටවීමකින් හෝ අංශු ජනනයකින් තොරව නොනැසී පැවතිය යුතුය.
- අලුත්වැඩියාව සහ ප්රතිසංස්කරණය: බොහෝ සංරචක (උදා: විද්යුත් ස්ථිතික චක් ප්රතිසංස්කරණය) නැවත නැවතත් යන්ත්රෝපකරණ කර, නැවත ආලේප කර, නැවත සේවයට ගෙන එනු ලැබේ - අඩු කිරීමේ ක්රියාවලීන් සමඟ පමණක් කළ හැකි චක්රයකි.
CNC යන්ත්රෝපකරණ මගින් නිෂ්පාදනය කරන ලද ප්රධාන සංරචක
1. රික්තක කුටි සහ විශාල ව්යුහාත්මක රාමු
නවීන 300 mm සහ නැගී එන 450 mm වේෆර් මෙවලම්වල ඇලුමිනියම් හෝ මල නොබැඳෙන වානේ රික්ත කුටි අඩංගු වන අතර ඒවා ටොන් කිහිපයක් බරින් යුක්ත විය හැකි නමුත් බිත්ති සමාන්තරකරණය සහ ෆ්ලැන්ජ් පැතලි බව < 10 µm දක්වා පවත්වා ගත යුතුය. මෙම කුටි සාමාන්යයෙන් 6061-T6 ඇලුමිනියම් ව්යාජ හෝ 316L මල නොබැඳෙන වානේ තහඩු වලින් යන්ත්රගත කර ඇති අතර ඒවා විශාල 5-අක්ෂ ගැන්ට්රි මෝල් මත හයිඩ්රොස්ටැටික් මාර්ගෝපදේශ සහිත වේ.
2. වේෆර් අදියර සහ රෙටිකල් අදියර
EUV සහ DUV ලිතෝග්රැෆි මෙවලම්වල හදවත වන්නේ වේෆර් අදියර වන අතර එය නැනෝමීටර මට්ටමේ ස්ථාන නිරවද්යතාවය පවත්වා ගනිමින් ත්වරණ > 8g හිදී ප්රක්ෂේපණ දෘෂ්ටි විද්යාවට යටින් 300 mm සිලිකන් වේෆර් චලනය කරයි. මෙම අදියර යනු සෙරමික් (SiSiC, Zerodur, ULE වීදුරු) හෝ ඇලුමිනියම් කොටස්වල සංකීර්ණ එකලස් කිරීම් වන අතර ඒවා උප-මයික්රෝන ඉවසීම් වලට යන්ත්රගත කර පසුව අතින් ඇලවූ හෝ දියමන්ති-හැරවූ අවසාන ජ්යාමිතියට ගෙන යනු ලැබේ.
3. විද්යුත් ස්ථිතික චක්ස් (ESC)
ලිතෝග්රැෆි, කැටයම් කිරීම සහ තැන්පත් කිරීමේදී විද්යුත් ස්ථිතික චක් වේෆර් පරිපූර්ණ ලෙස සමතලා කරයි. පාර විද්යුත් මතුපිට (සාමාන්යයෙන් ඇලුමිනියම් හෝ මොලිබ්ඩිනම් පදනමක් මත ඉසින Al2O3 හෝ AlN සෙරමික්) මි.මී. 300 හරහා උච්ච-සිට-නිම්නය දක්වා පැතලි බව < 1 µm දක්වා යන්ත්රගත කර ඔප දැමිය යුතුය. පාදමටම අධිවේගී CNC ඇඹරීම හෝ වයර් EDM මගින් යන්ත්රගත කරන ලද සංකීර්ණ අභ්යන්තර සිසිලන නාලිකා අවශ්ය වේ.
4. ගෑස් බෙදාහැරීමේ ෂවර්හෙඩ් සහ දාර වළලු
ප්ලාස්මා කැටයම් සහ තැන්පත් කිරීමේ මෙවලම් ඒකාකාර ක්රියාවලි වායු ලබා දීම සඳහා නිශ්චිත ප්රමාණයේ සහ ස්ථානගත කර ඇති සිදුරු දහස් ගණනක් (50–500 µm විෂ්කම්භය) සහිත ෂවර් හෙඩ් භාවිතා කරයි. මේවා සාමාන්යයෙන් ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ඇලුමිනියම්, සිලිකන් හෝ ක්වාර්ට්ස් වලින් යන්ත්රගත කර ඇති අතර, බොහෝ විට අතිධ්වනික හෝ ලේසර් ආධාරයෙන් විදුම් හැකියාවන් සහිත බහු-අක්ෂ CNC යන්ත්ර මධ්යස්ථාන භාවිතා කරයි.
5. දෘශ්ය සංරචක සහ සවි කිරීම්
EUV ලිතෝග්රැෆි 13.5 nm තරංග ආයාමයකින් ක්රියාත්මක වන අතර පරාවර්තක මොලිබ්ඩිනම්-සිලිකන් බහු ස්ථර දර්පණ භාවිතා කරයි. දර්පණ උපස්ථර (සාමාන්යයෙන් සෙරොඩුර් හෝ ULE වීදුරු) පළමුව තනි-ලක්ෂ්ය දියමන්ති හැරවීම හෝ නිරවද්ය ඇඹරීම මගින් රළු-යන්ත්රකරණය කර, පසුව දෘශ්යමය වශයෙන් ඔප දමනු ලැබේ. තාප විකෘතිය අවම කිරීම සඳහා මෙම දර්පණ රඳවා තබා ගන්නා චාලක සවි කිරීම් ඉන්වාර් හෝ සුපර් ඉන්වාර් වෙතින් CNC-යන්ත්රකරණය කළ යුතුය.
අර්ධ සන්නායක CNC යන්ත්රෝපකරණ සඳහා භාවිතා කරන ද්රව්ය
1. ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ
විශිෂ්ට යන්ත්රෝපකරණ හැකියාව, යහපත් ශක්තිය සහ අඩු පිරිවැය හේතුවෙන් 6061-T6 තවමත් කාර්ය අශ්වයා ලෙස පවතී. ඉහළ දෘඪතාව සහ අඩු තාප ප්රසාරණය සඳහා, Al 6061-RAM2, RSA-6061, හෝ Cearun™ (සෙරමික්-ශක්තිමත් කරන ලද ඇලුමිනියම්) වැනි හිමිකාර ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ භාවිතා වේ.
2. අඩු ප්රසාරණ මිශ්ර ලෝහ
ඉන්වාර් 36 සහ සුපර් ඉන්වාර් (කොබෝල්ට් එකතු කිරීමත් සමඟ) තාප ප්රසාරණය 1 ppm/°C ට වඩා අඩු වන අතර රෙටිකල් සහ වේෆර් අදියර සංරචක සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
3. පිඟන් මැටි සහ තාක්ෂණික වීදුරු
- සිලිකන්-ආලේපිත සිලිකන් කාබයිඩ් (SiSiC)
- ප්රතික්රියා-බන්ධිත සිලිකන් කාබයිඩ් (RBSC)
- සෙරෝඩුරා (ෂොට්) සහ යූඑල්ඊ® (කෝනිං) අතිශය අඩු ප්රසාරණ වීදුරු
- විද්යුත් ස්ථිතික චක් සඳහා ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් (AlN) සහ ඇලුමිනා (Al2O3)
මෙම බිඳෙන සුළු ද්රව්ය සඳහා විශේෂිත CNC ක්රියාවලීන් අවශ්ය වේ: අතිධ්වනික යන්ත්රෝපකරණ, ductile-regime ඇඹරුම් හෝ ලේසර් ආධාරක යන්ත්රෝපකරණ.
4. අධි සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් ලෝහ
ෆ්ලෝරීන් ප්ලාස්මා වලට නිරාවරණය වන සංරචක සඳහා මොලිබ්ඩිනම්, ටංස්ටන් සහ ටයිටේනියම් භාවිතා වේ. මෙම පරාවර්තක ලෝහ සඳහා දෘඩ, ඉහළ ව්යවර්ථ CNC යන්ත්ර සහ බහු ස්ඵටික දියමන්ති (PCD) මෙවලම් අවශ්ය වේ.
CNC යන්ත්රෝපකරණ මගින් සාදන ලද සාමාන්ය අර්ධ සන්නායක සංරචක
සංරචකය | සාමාන්ය ද්රව්ය | ප්රධාන අවශ්යතා | ඉවසීමේ උදාහරණ |
|---|---|---|---|
වේෆර් චක්ස් (ESC) | ඇලුමිනා, AlN | පැතලි බව < 3 µm, Ra < 0.05 µm, හීලියම් කාන්දුව < 10⁻⁹ | ±2 µm සිදුරු පිහිටීම |
ෂවර් හෙඩ්ස් / ගෑස් තහඩු | ඇනෝඩීකරණය කළ අල්, 316L SS | සිදුරු 5000–20,000 Ø0.3–1.0 මි.මී., ±5 µm පිහිටීම | <Ra 0.4 µm |
රික්ත කුටීර බිත්ති | 6061-T6, 5083 අල් | වෑල්ඩින් + යන්ත්රගත, හීලියම් කාන්දු නොවන | මීටර් 2 ට වැඩි පැතලි බව < 50 µm |
ඉලෙක්ට්රෝඩ එකලස් කිරීම් | OFHC තඹ, මොලිබ්ඩිනම් | RF සන්නායකතාවය, සිසිලන නාලිකා | ±10 µm නාලිකා පිහිටීම |
ලිෆ්ට් පින් එකලස් කිරීම් | සෙරමික් ආලේපිත මල නොබැඳෙන වානේ | ඇඳුම් ප්රතිරෝධය, අංශු පාලනය | සාන්ද්රණය < 5 µm |
ව්යුහාත්මක රාමු (EUV) | ඉන්වර් 36, අඩු-CTE මිශ්ර ලෝහ | තාප ස්ථායිතාව < 50 ppb/K | ස්ථානීය නිරවද්යතාවය ±15 µm |
නාභිගත වළලු, දාර වළලු | සිලිකන්, ක්වාර්ට්ස්, SiC | ප්ලාස්මා ඛාදන ප්රතිරෝධය | පැතිකඩ ඉවසීම ±10 µm |
මෙම කොටස් ප්රමාණයෙන් මිලිමීටර කිහිපයක සිට මීටර් 2කට වඩා වැඩි වන අතර බර ග්රෑම් සිට ටොන් කිහිපයක් දක්වා පරාසයක පවතී.
නිරවද්යතා මට්ටම් සහ මිනුම් විද්යාව
අර්ධ සන්නායක උපකරණ යන්ත්රෝපකරණවල සාමාන්ය ඉවසීම්:
විශේෂාංගය | සාමාන්ය ඉවසීම | මිනුම් ක්රමය |
|---|---|---|
පැතලි බව (300 මි.මී. මතුපිට) | 0.5–2 µm PV | ඉන්ටර්ෆෙරෝමිතිය (ෆිසෝ, සයිගෝ) |
සමාන්තරකරණය | 1–5 .m | ඉලෙක්ට්රොනික මට්ටම් + අන්තර්-පරාමිතිය |
සිදුරු පිහිටීම (සිදුරු දහස් ගණනක්) | ±2–5 µm | සම්බන්ධීකරණ මිනුම් යන්ත්රය (CMM) |
මතුපිට නිමාව | Ra 0.025-0.1 µm | සුදු-ආලෝක නිරෝධනමිතිය |
සිසිලන නාලිකා පිහිටීම | ± 10 µm | CT ස්කෑන් කිරීම හෝ අල්ට්රා සවුන්ඩ් පරීක්ෂණ |
ප්රමුඛ පෙළේ වෙළඳසැල් දැන් නිතිපතා කිලෝග්රෑම් සිය ගණනක් බරැති සංරචක මත “මයික්රෝන-උප” හෝ “නැනෝමීටර 100” යාන්ත්රික නිරවද්යතාවය ලබා ගනී.
අර්ධ සන්නායක වැඩ සඳහා CNC යන්ත්ර මෙවලම්වල පරිණාමය
1. 1990-2000 යුගය
හයිඩන්හයින් කොරපොතු සහ වීදුරු-පරිමාණ ප්රතිපෝෂණ සහිත විශාල ගැන්ට්රි මෝල් (වොල්ඩ්රිච් කෝබර්ග්, පර්පාස්, එෆ්පීටී) ආධිපත්යය දැරීය. ජල ස්ථිතික ෙබයාරිං සහ තෙල් ෂවර් තාප ස්ථායිතාව ලබා දුන්නේය.
2. 2010 ගණන්: වායු දරණ සහ චුම්භක ලෙවිටේෂන් අදියර
Aerotech, Physik Instrumente (PI) සහ ALIO Industries වැනි සමාගම් < 10 nm පුනරාවර්තන හැකියාව සහිත වායු-දරණ රේඛීය මෝටර් අදියර හඳුන්වා දුන්හ. මේවා දෙවන පරම්පරාවේ නිරවද්ය යන්ත්රෝපකරණ මධ්යස්ථානවල කොඳු නාරටිය බවට පත්විය.
3. වත්මන් තත්ත්වය (2020–2025)
- EUV දර්පණ උපස්ථර සඳහා මුවර් නැනෝ තාක්ෂණය සහ ප්රෙසිටෙක් තනි-ලක්ෂ්ය දියමන්ති හැරවුම් යන්ත්ර
- කර්න් මයික්රොටෙක්නික් සහ යස්ඩා ක්ෂුද්ර යන්ත්රෝපකරණ මධ්යස්ථාන 100 nm ආකාර නිරවද්යතාවයක් ලබා ගනී.
- සෙරමික් සඳහා DMG MORI අල්ට්රාසොනික් ශ්රේණි
- Fanuc ROBONANO α-NMiA: 0.1 nm ක්රමලේඛන විභේදනය සහ 1 nm ස්ථානගත කිරීමේ විභේදනය
- සක්රීය කම්පන හුදකලා අත්තිවාරම් සහිත ±0.01 °C උෂ්ණත්වයකින් යුත් උෂ්ණත්ව පාලිත වෙළඳසැල්
ද්රව්ය අභියෝග සහ තේරීම
1. ඇලුමිනියම් මිශ්ර ලෝහ
6061-T6 සහ 5083 විශිෂ්ට යන්ත්රෝපකරණ හැකියාව සහ ඇනෝඩීකරණ ප්රතිචාරය හේතුවෙන් වැඩ අශ්වයන් වේ. දෘඩ ඇනෝඩීකරණය (III වර්ගය) ප්ලාස්මා ප්රහාරයට ප්රතිරෝධී වන 25–50 µm Al₂O₃ ස්ථරයක් නිර්මාණය කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඇනෝඩීකරණයේ ඇති ක්ෂුද්ර සිදුරු අංශු උගුලට හසු කර ගත හැකිය - නවීන වෙළඳසැල් බහු-පියවර මුද්රා තැබීම සහ හිමිකාර ආලේපන භාවිතා කරයි (උදා: Twin Wire Arc Spray Al₂O₃ හෝ Y₂O₃ ප්ලාස්මා ඉසින).
2. මල නොබැඳෙන වානේ
NF₃ සහ Cl₂ ප්ලාස්මා වලට එරෙහිව විඛාදන ප්රතිරෝධය සඳහා 316L තෝරාගෙන ඇත. අංශු ඇලවීම අඩු කිරීම සඳහා Ra < 0.2 µm දක්වා විද්යුත් ඔප දැමීම අනිවාර්ය වේ.
3. සෙරමික්
ඇලුමිනා (99.8%), ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් සහ සිලිකන් කාබයිඩ් දියමන්ති මෙවලම් භාවිතයෙන් "හරිත" තත්වයේ" යන්ත්රගත කර, පසුව සින්ටර් කරනු ලැබේ. සින්ටර් කිරීමෙන් පසු ඉවසීම් 18-22% කින් හැකිලෙන අතර, සංකීර්ණ හැකිලීමේ වන්දි ආකෘති අවශ්ය වේ.
4. අඩු CTE මිශ්ර ලෝහ
10-40 °C උෂ්ණත්ව උච්චාවචනයන් හරහා නැනෝමීටර ස්ථායිතාව අවශ්ය වන EUV සහ DUV ලිතෝග්රැෆි අදියරවලදී ඉන්වර් 36 සහ සුපර් ඉන්වර් භාවිතා වේ.
5. වර්තන ලෝහ
මොලිබ්ඩිනම් සහ ටංස්ටන් ඉහළ උෂ්ණත්ව ඉලෙක්ට්රෝඩ සඳහා යන්ත්රගත කර ඇත. මෙම ද්රව්ය අතිශයින් උල්ෙල්ඛ වන අතර අධි පීඩන සිසිලනකාරකයක් (බාර් 70–100) සහිත දෘඩ යන්ත්ර අවශ්ය වේ.
තීරණාත්මක යන්ත්රෝපකරණ ක්රියාවලි
1. ඇලුමිනියම් අධිවේගී යන්ත්රෝපකරණ (HSM)
Spindle වේගය 20,000–42,000 rpm, සමතුලිත PCD හෝ තනි-ස්ඵටික දියමන්ති මෙවලම්, මීදුම සිසිලනය සහ ඉදිරි දැක්ම ඇල්ගොරිතම මඟින් තනි පාස් එකකින් දර්පණ වැනි නිමාවන් (Ra < 4 nm) ලබා දේ.
2. සෙරමික් වල ඩක්ටයිල්-රෙජිම් යන්ත්රෝපකරණ
කැපුම් ගැඹුර තීරණාත්මක සීමාවකට වඩා අඩුවෙන් (සාමාන්යයෙන් < 1 µm) තබා ගැනීමෙන්, බිඳෙනසුලු ද්රව්ය අතිශය තියුණු දියමන්ති මෙවලම් භාවිතයෙන් ඇලෙන සුළු ආකාරයෙන් යන්ත්රගත කළ හැකි අතර, ඉරිතැලීමකින් තොරව දෘශ්ය-ගුණාත්මක මතුපිට නිපදවයි.
3. තනි-ලක්ෂ්ය දියමන්ති හැරවීම (SPDT)
ඇස්ෆෙරික් EUV දර්පණ උපස්ථර සඳහා අත්යවශ්ය වේ. යන්ත්ර ක්රියාත්මක වන්නේ තෙල්-මීදුම හෝ රික්ත පරිසරවල උප-නැනෝමීටර ප්රතිපෝෂණ සමඟිනි.
6.4 වයර් EDM සහ සින්කර් EDM
දැඩි කරන ලද ද්රව්යවල ගැඹුරු සිසිලන නාලිකා සහ සංකීර්ණ ලක්ෂණ සඳහා භාවිතා වේ. නවීන ජනක යන්ත්ර තනි ස්කීම් කැපුමකින් <Ra 0.1 µm මතුපිට නිමාවක් ලබා ගනී.
5. ආකලන + අඩු කිරීමේ දෙමුහුන් නිෂ්පාදනය
නැගී එන ප්රවණතාවය: ත්රිමාණ මුද්රිත ඉන්වාර් හෝ ටයිටේනියම් ආසන්න-ශුද්ධ හැඩතල, පසුව එකම වේදිකාවක නිම කිරීමේ යන්ත්රය (උදා: හර්ම්ල් එම්පීඒ හෝ ලේසර්ටෙක් ඩීඊඩී දෙමුහුන්).
නිරවද්යතාවය සහ අතිශය නිරවද්යතාවය CNC අවශ්යතා
අර්ධ සන්නායක කොටස් නිරන්තරයෙන් ඉල්ලා සිටින්නේ:
- ස්ථානීය නිරවද්යතාවය: 500–2000 mm ගමන් මාර්ගයට වඩා ±2–5 µm
- පුනරාවර්තන හැකියාව: < 1 µm
- මතුපිට නිමාව: ප්ලාස්මා-මුහුණත් පෘෂ්ඨ මත Ra 0.025–0.1 µm
- පැතලි බව: Ø300–450 mm ට වඩා 1–3 µm
- සමාන්තරකරණය/ලම්බකතාව: < 3 µm
- 5-අක්ෂ හෝ 8-අක්ෂ යන්ත්රෝපකරණ මධ්යස්ථාන (උදා: යස්ඩා, මැකිනෝ, ඩීඑම්ජී මෝරි, කර්න්, ලීච්ටි)
- 20,000–60,000 rpm හි ධාවනය වන ජල ස්ථිතික හෝ වායු-දරණ ස්පින්ඩල්
- යන්ත්ර උෂ්ණත්වය ±0.1°C තුළ තබා ගන්නා තාප ස්ථායීකරණ පද්ධති
- 0.1 µm විභේදනයක් සහිත යන්ත්ර මත පරීක්ෂා කිරීම සහ ලේසර් මෙවලම් සැකසුම්
- ක්රියාකාරී කම්පන හුදකලාව සහිත ග්රැනයිට් හෝ පොලිමර්-කොන්ක්රීට් පාදක
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
උසස් යන්ත්රෝපකරණ ශිල්පීය ක්රම
1. කුඩා මෙවලම් සහිත අධිවේගී යන්ත්රෝපකරණ (HSM)
ෂවර්හෙඩ් වල 0.1 mm මයික්රෝ එන්ඩ් මෝල් භාවිතයෙන් 40,000 rpm දී විදින Ø0.5 mm සිදුරු 15,000 ක් තිබිය හැක. බාර් 100 ක through-tool සිසිලනකාරකයක් සහිත පෙක් විදීම චිප් නැවත වෑල්ඩින් කිරීම වළක්වයි.
2. අතිධ්වනික ආධාරක යන්ත්රෝපකරණ
සෙරමික් සහ ක්වාර්ට්ස් සඳහා, 20–40 kHz අතිධ්වනික කම්පනය කැපුම් බලය 30–70% කින් අඩු කරයි, මතුපිට නිමාව සහ මෙවලම් ආයු කාලය නාටකාකාර ලෙස වැඩි දියුණු කරයි.
3. තනි-ලක්ෂ්ය දියමන්ති හැරවීම (SPDT)
අධෝරක්ත කාච සහ සමහර තඹ ඉලෙක්ට්රෝඩ සඳහා භාවිතා වේ. Ra 3–5 nm දක්වා මතුපිට නිමාව සාමාන්ය දෙයකි.
4. සංකීර්ණ ජ්යාමිතීන් 5-අක්ෂ සමගාමීව ඇඹරීම
1 mm විෂ්කම්භයක් සහ 20:1 දර්ශන අනුපාතයක් සහිත අභ්යන්තර සිසිලන නාලිකා දිගු-දුරට ළඟා විය හැකි ටේපර්ඩ් මෙවලම් සහ ට්රොකොයිඩල් මෙවලම් මාර්ග භාවිතයෙන් යන්ත්රගත කර ඇත.
5. දෙමුහුන් ආකලන-අඩු කිරීමේ ක්රියාවලි
සමහර නව සංරචක (උදා: conformal-cooled showerheads) DMLS/LaserCusing හරහා Inconel හෝ තඹ වලින් 3D මුද්රණය කර, පසුව එම යන්ත්රයේම ±10 µm දක්වා නිම කිරීමේ යන්ත්රකරණය කරනු ලැබේ.
මිනුම් විද්යාව සහ තත්ත්ව සහතිකය
අර්ධ සන්නායක කොටස් ඕනෑම කර්මාන්තයක වඩාත්ම දැඩි පරීක්ෂාවට භාජනය වේ:
- ±0.3 µm අවිනිශ්චිතතාවයක් සහිත සයිස් ප්රිස්මෝ හෝ ලයිට්ස් PMM-C අතිශය නිරවද්ය CMMs
- සමතලා බව සඳහා Zygo GPI හෝ 4D තාක්ෂණයේ අදියර-මාරු කිරීමේ අන්තර්මානක
- Ra < 50 nm පෘෂ්ඨ සඳහා බෲකර් සුදු-ආලෝක අන්තර් මානක
- හීලියම් ස්කන්ධ-වර්ණාවලීක්ෂ කාන්දුව 10⁻¹⁰ mbar·L/s දක්වා පරීක්ෂා කිරීම
- 150 °C පිළිස්සීමෙන් පසු අවශේෂ වායු විශ්ලේෂණය (RGA) < 10⁻⁹ Torr·L/s/cm² වායුව පිටවීම තහවුරු කිරීමට
- අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීමෙන් පසු ද්රව අංශු කවුන්ටරය (LPC) හෝ ලේසර් අංශු ස්කෑනරය හරහා අංශු ගණන් කිරීම
පිරිසිදු කාමර යන්ත්රෝපකරණ සහ පසු සැකසුම්
30 nm ට වැඩි අංශු 3 nm ට්රාන්සිස්ටරයක් විනාශ කළ හැකි බැවින්, බොහෝ ඉහළ මට්ටමේ වෙළඳසැල් ඔවුන්ගේ නිරවද්ය යන්ත්ර වටා සෘජුවම ISO 5 (පන්තිය 100) හෝ ISO 4 පිරිසිදු කාමර ස්ථාපනය කර ඇත.
උදාහරණ:
- බුලන් අල්ට්රා සවුන්ඩ් (ඇමරිකා එක්සත් ජනපදය)
- ටයිරොලිට් CNC පිරිසිදු කාමර පහසුකම (ඔස්ට්රියාව)
- කැනන්හි උට්සුනෝමියා නිරවද්ය යන්ත්රෝපකරණ පිරිසිදු කාමරය (ජපානය)
- අධි පීඩන DI ජලය + මෙගාසොනික් කැළඹීම
- බහු-පියවර රසායනික පිරිසිදු කිරීම (SC-1, SC-2, පිරානා)
- අතිශය පිරිසිදු N₂ බ්ලෝ-ඩ්රයි
- 150–200 °C රික්තක පිළිස්සීම
- පිරිසිදු නොකළ බෑග්වල ද්විත්ව ඇසුරුම් කිරීම
සිද්ධි අධ්යයනය: EUV වේෆර් අදියර පාදක තහඩුවක් යන්ත්රගත කිරීම
සාමාන්ය 450 mm EUV වේෆර් අදියර පාදක තහඩුවක් සංකීර්ණතාව නිරූපණය කරයි:
- ද්රව්ය: SiSiC සෙරමික්, 900 × 800 × 100 මි.මී.
- පැතලි බව අවශ්යතාවය: මුළු මතුපිටම < 1 µm PV
- කාවැද්දූ සිසිලන නාලිකා 120ක්, විෂ්කම්භය 3 mm, පිහිටීම ±15 µm
- නූල් ඇතුළු කිරීම් 600ක් (M4 හීලියම්-ආලෝකය)
- අවසාන පෘෂ්ඨය: Ra < 50 nm දක්වා ලැප් කර ඇත
- ප්රතික්රියා-බන්ධිත හිස් අවකාශයේ හරිත යන්ත්රෝපකරණ
- සිලිකන් කාන්දු වීම සහ තාප පිරියම් කිරීම
- 5-අක්ෂ යන්ත්රෝපකරණ මධ්යස්ථානයේ රළු ඇඹරීම
- 1 µm ගැඹුරකින් යුත් ඩක්ටයිල්-තන්ත්ර නිමාව ඇඹරීම
- අවසාන ආකෘති නිවැරදි කිරීම සඳහා චුම්භක විද්යාත්මක නිමාව (MRF)
- Zygo VeriFire MST 600 mm විවරය අතුරුමුහුණත මාපකයේ මිනුම් විද්යාව
- අවශ්ය නම් අවසාන අතින් තට්ටු කිරීම
කර්මාන්තය 2 nm නෝඩ් වලට වඩා අඩු අගයන් කරා ගමන් කරන විට ඇතිවන අභියෝග
1. Angstrom-මට්ටමේ ස්ථායිතාව
අනාගත EUV ඉහළ-NA මෙවලම් සඳහා 50–100 පිකෝමීටර පරාසය තුළ අදියර ස්ථානගත කිරීමේ ස්ථායිතාව අවශ්ය වනු ඇත. මෙය යාන්ත්රික සංරචක මූලික ද්රව්ය සීමාවන් කරා තල්ලු කරයි.
2. 450 මි.මී. සංක්රාන්තිය
විශාල වේෆර් සඳහා එකම සාපේක්ෂ නිරවද්යතාවයකින් යුත් ඊටත් වඩා විශාල යන්ත්රෝපකරණ සංරචක අවශ්ය වේ - දුෂ්කරතාවයේ ඝාතීය වැඩිවීමකි.
3. නව ද්රව්ය
කාබන් පාදක ද්රව්ය (ග්රැෆීන් ආලේපන, දියමන්ති වැනි කාබන්), ලෝහ-අනුකෘති සංයුක්ත සහ ෆෝටෝනික් ව්යුහයන් සඳහා සම්පූර්ණයෙන්ම නව යන්ත්රෝපකරණ ආදර්ශයන් අවශ්ය වනු ඇත.
4. තිරසාර බව
බලශක්තිය, ජලය සහ රසායනික පරිභෝජනය අඩු කිරීම සඳහා කර්මාන්තය පීඩනයකට ලක්ව ඇත. යන්ත්රෝපකරණ සාප්පු අවම ප්රමාණයේ ලිහිසිකරණය (MQL), ක්රයොජනික් සිසිලනය සහ ඇලුමිනියම් චිප් ප්රතිචක්රීකරණය භාවිතා කරයි.
නිගමනය
අර්ධ සන්නායක ප්රවෘත්තිවල අවධානය යොමු වන්නේ ලිතෝග්රැෆි තරංග ආයාමය සහ ට්රාන්සිස්ටර ඝනත්වය මත වුවද, යථාර්ථය නම් CNC යන්ත්රෝපකරණ මගින් නිපදවන අතිශය නිරවද්ය යාන්ත්රික සංරචක හමුදාවක් නොමැතිව කිසිදු ප්රමුඛ පෙළේ චිපයක් නිෂ්පාදනය කළ නොහැකි බවයි. බහු-ටොන් රික්ත කුටිවල සිට පැතලි දක්වා මයික්රෝනයක් දක්වා සෙරමික් වේෆර් අදියර දක්වා පරමාණු කිහිපයක් දක්වා ස්ථායී වන අතර, CNC යන්ත්රෝපකරණ යාන්ත්රිකව කළ හැකි දේවල නිරපේක්ෂ මායිමේ ක්රියාත්මක වේ.
කර්මාන්තය angstrom-පරිමාණ විශේෂාංග සහ 450 mm වේෆර් දෙසට දිව යන විට, නිරවද්ය යන්ත්රෝපකරණ සඳහා ඇති ඉල්ලුම තීව්ර වනු ඇත. පිරිසිදු කාමර තත්වයන් යටතේ විදේශීය ද්රව්යවල මීටර-පරිමාණ කොටස් සඳහා උප-මයික්රෝන නිරවද්යතාවය ලබා දිය හැකි වෙළඳසැල්, ASML, ව්යවහාරික ද්රව්ය, Lam පර්යේෂණ, ටෝකියෝ ඉලෙක්ට්රෝන සහ චිප් නිෂ්පාදකයින්ටම අත්යවශ්ය හවුල්කරුවන් ලෙස පවතිනු ඇත.
අවසානයේ දී, ප්රසිද්ධ මුවර්ගේ නියමය භෞතික විද්යාව හා රසායන විද්යාව පිළිබඳ කතාවක් පමණක් නොවේ - එය යාන්ත්රික ඉංජිනේරු විද්යාව එකවර පරිපූර්ණ ලෙස යන්ත්රගත කරන ලද සංරචකයක් ක්රියාත්මක කිරීමේ ජයග්රහණයක් ද වේ.