অর্ধপরিবাহী উৎপাদনের উপর তাপীয় প্রসারণের সহগের নির্দিষ্ট প্রভাব।

​
সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন ক্ষেত্রে, যা চূড়ান্ত নির্ভুলতা অনুসরণ করে, তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ হল মূল পরামিতিগুলির মধ্যে একটি যা পণ্যের গুণমান এবং উৎপাদন স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করে। ফটোলিথোগ্রাফি, এচিং থেকে প্যাকেজিং পর্যন্ত পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে, উপকরণের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের পার্থক্য বিভিন্ন উপায়ে উৎপাদন নির্ভুলতার সাথে হস্তক্ষেপ করতে পারে। যাইহোক, গ্রানাইট বেস, তার অতি-নিম্ন তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ সহ, এই সমস্যা সমাধানের মূল চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে।
লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া: তাপীয় বিকৃতি প্যাটার্ন বিচ্যুতি ঘটায়
ফটোলিথোগ্রাফি সেমিকন্ডাক্টর তৈরির একটি মূল ধাপ। একটি ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের মাধ্যমে, মাস্কের সার্কিট প্যাটার্নগুলি ফটোরেজিস্ট দিয়ে লেপা ওয়েফারের পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের অভ্যন্তরে তাপ ব্যবস্থাপনা এবং ওয়ার্কটেবলের স্থায়িত্ব অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উদাহরণ হিসাবে ঐতিহ্যবাহী ধাতব উপকরণগুলি নিন। তাদের তাপীয় প্রসারণের সহগ প্রায় 12×10⁻⁶/℃। ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের অপারেশনের সময়, লেজার আলোর উৎস, অপটিক্যাল লেন্স এবং যান্ত্রিক উপাদান দ্বারা উৎপন্ন তাপ সরঞ্জামের তাপমাত্রা 5-10 ℃ বৃদ্ধি করবে। যদি লিথোগ্রাফি মেশিনের ওয়ার্কটেবল একটি ধাতব বেস ব্যবহার করে, তাহলে 1-মিটার লম্বা বেস 60-120 μm এর সম্প্রসারণ বিকৃতি ঘটাতে পারে, যা মাস্ক এবং ওয়েফারের মধ্যে আপেক্ষিক অবস্থানে পরিবর্তন আনবে।
উন্নত উৎপাদন প্রক্রিয়ায় (যেমন 3nm এবং 2nm), ট্রানজিস্টরের ব্যবধান মাত্র কয়েক ন্যানোমিটার। এই ধরনের ক্ষুদ্র তাপীয় বিকৃতি ফটোলিথোগ্রাফি প্যাটার্নকে ভুলভাবে সারিবদ্ধ করার জন্য যথেষ্ট, যার ফলে অস্বাভাবিক ট্রানজিস্টর সংযোগ, শর্ট সার্কিট বা ওপেন সার্কিট এবং অন্যান্য সমস্যা দেখা দেয়, যার ফলে সরাসরি চিপ ফাংশন ব্যর্থ হয়। গ্রানাইট বেসের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ 0.01μm/°C (অর্থাৎ, (1-2) ×10⁻⁶/℃) এর মতো কম, এবং একই তাপমাত্রা পরিবর্তনের অধীনে বিকৃতি ধাতুর তুলনায় মাত্র 1/10-1/5। এটি ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের জন্য একটি স্থিতিশীল লোড-বেয়ারিং প্ল্যাটফর্ম প্রদান করতে পারে, ফটোলিথোগ্রাফি প্যাটার্নের সুনির্দিষ্ট স্থানান্তর নিশ্চিত করে এবং চিপ উৎপাদনের ফলন উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।

খোদাই এবং জমা: কাঠামোর মাত্রিক নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে
ওয়েফার পৃষ্ঠে ত্রিমাত্রিক সার্কিট কাঠামো তৈরির জন্য এচিং এবং ডিপোজিশন হল মূল প্রক্রিয়া। এচিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস ওয়েফারের পৃষ্ঠের উপাদানের সাথে একটি রাসায়নিক বিক্রিয়া করে। এদিকে, সরঞ্জামের ভিতরে RF পাওয়ার সাপ্লাই এবং গ্যাস প্রবাহ নিয়ন্ত্রণের মতো উপাদানগুলি তাপ উৎপন্ন করে, যার ফলে ওয়েফার এবং সরঞ্জামের উপাদানগুলির তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। যদি ওয়েফার ক্যারিয়ার বা সরঞ্জাম বেসের তাপীয় প্রসারণের সহগ ওয়েফারের সাথে মেলে না (সিলিকন উপাদানের তাপীয় প্রসারণের সহগ প্রায় 2.6×10⁻⁶/℃), তাপমাত্রা পরিবর্তনের সময় তাপীয় চাপ তৈরি হবে, যা ওয়েফারের পৃষ্ঠে ছোট ছোট ফাটল বা বিকৃতি সৃষ্টি করতে পারে।
এই ধরণের বিকৃতি এচিং গভীরতা এবং পাশের দেয়ালের উল্লম্বতাকে প্রভাবিত করবে, যার ফলে খোদাই করা খাঁজের মাত্রা, গর্ত এবং অন্যান্য কাঠামোর মাধ্যমে নকশার প্রয়োজনীয়তা থেকে বিচ্যুত হবে। একইভাবে, পাতলা ফিল্ম জমা করার প্রক্রিয়ায়, তাপীয় প্রসারণের পার্থক্য জমা হওয়া পাতলা ফিল্মে অভ্যন্তরীণ চাপ সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে ফিল্মের ফাটল এবং খোসা ছাড়ানোর মতো সমস্যা দেখা দিতে পারে, যা বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা এবং চিপের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে। সিলিকন উপকরণের মতো তাপীয় প্রসারণ সহগ সহ গ্রানাইট বেস ব্যবহার কার্যকরভাবে তাপীয় চাপ কমাতে পারে এবং এচিং এবং জমা করার প্রক্রিয়াগুলির স্থিতিশীলতা এবং নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে পারে।
প্যাকেজিং পর্যায়: তাপীয় অমিল নির্ভরযোগ্যতার সমস্যা সৃষ্টি করে
সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিং পর্যায়ে, চিপ এবং প্যাকেজিং উপাদানের (যেমন ইপোক্সি রজন, সিরামিক ইত্যাদি) মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের সামঞ্জস্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। চিপের মূল উপাদান সিলিকনের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ তুলনামূলকভাবে কম, যেখানে বেশিরভাগ প্যাকেজিং উপকরণের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ তুলনামূলকভাবে বেশি। ব্যবহারের সময় যখন চিপের তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয়, তখন তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের অমিলের কারণে চিপ এবং প্যাকেজিং উপাদানের মধ্যে তাপীয় চাপ দেখা দেয়।
এই তাপীয় চাপ, বারবার তাপমাত্রা চক্রের (যেমন চিপের অপারেশনের সময় গরম এবং শীতলকরণ) প্রভাবে, চিপ এবং প্যাকেজিং সাবস্ট্রেটের মধ্যে সোল্ডার জয়েন্টগুলিতে ক্লান্তি ফাটল সৃষ্টি করতে পারে, অথবা চিপের পৃষ্ঠের বন্ধন তারগুলি পড়ে যেতে পারে, যার ফলে শেষ পর্যন্ত চিপের বৈদ্যুতিক সংযোগ ব্যর্থ হয়। সিলিকন উপকরণের কাছাকাছি তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ সহ প্যাকেজিং সাবস্ট্রেট উপকরণ নির্বাচন করে এবং প্যাকেজিং প্রক্রিয়ার সময় নির্ভুলতা সনাক্তকরণের জন্য চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা সহ গ্রানাইট পরীক্ষা প্ল্যাটফর্ম ব্যবহার করে, তাপীয় অমিলের সমস্যা কার্যকরভাবে হ্রাস করা যেতে পারে, প্যাকেজিংয়ের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করা যেতে পারে এবং চিপের পরিষেবা জীবন দীর্ঘায়িত করা যেতে পারে।
উৎপাদন পরিবেশ নিয়ন্ত্রণ: সরঞ্জাম এবং কারখানা ভবনের সমন্বিত স্থিতিশীলতা
উৎপাদন প্রক্রিয়াকে সরাসরি প্রভাবিত করার পাশাপাশি, তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ সেমিকন্ডাক্টর কারখানার সামগ্রিক পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণের সাথেও সম্পর্কিত। বৃহৎ সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন কর্মশালায়, এয়ার কন্ডিশনিং সিস্টেমের শুরু এবং বন্ধ এবং সরঞ্জাম ক্লাস্টারের তাপ অপচয়ের মতো কারণগুলি পরিবেশগত তাপমাত্রার ওঠানামা করতে পারে। যদি কারখানার মেঝে, সরঞ্জামের ভিত্তি এবং অন্যান্য অবকাঠামোর তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ খুব বেশি হয়, তাহলে দীর্ঘমেয়াদী তাপমাত্রার পরিবর্তনের ফলে মেঝেতে ফাটল দেখা দেবে এবং সরঞ্জামের ভিত্তি স্থানান্তরিত হবে, যার ফলে ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন এবং এচিং মেশিনের মতো নির্ভুল সরঞ্জামের নির্ভুলতা প্রভাবিত হবে।
গ্রানাইট বেসগুলিকে সরঞ্জামের সহায়তা হিসেবে ব্যবহার করে এবং কম তাপীয় সম্প্রসারণ সহগ সহ কারখানার নির্মাণ সামগ্রীর সাথে একত্রিত করে, একটি স্থিতিশীল উৎপাদন পরিবেশ তৈরি করা যেতে পারে, পরিবেশগত তাপীয় বিকৃতির কারণে সরঞ্জামের ক্রমাঙ্কন এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচের ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করে এবং সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন লাইনের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল অপারেশন নিশ্চিত করে।
তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনের সমগ্র জীবনচক্র জুড়ে চলে, উপাদান নির্বাচন, প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ থেকে শুরু করে প্যাকেজিং এবং পরীক্ষা পর্যন্ত। প্রতিটি লিঙ্কে তাপীয় সম্প্রসারণের প্রভাব কঠোরভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। গ্রানাইট বেস, তাদের অতি-নিম্ন তাপীয় সম্প্রসারণের সহগ এবং অন্যান্য চমৎকার বৈশিষ্ট্য সহ, সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনের জন্য একটি স্থিতিশীল ভৌত ভিত্তি প্রদান করে এবং উচ্চ নির্ভুলতার দিকে চিপ উৎপাদন প্রক্রিয়ার উন্নয়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ গ্যারান্টি হয়ে ওঠে।