1. Dokładność wymiarowa
Płaskość: płaskość powierzchni podstawy powinna być na bardzo wysokim poziomie, a błąd płaskości nie powinien przekraczać ±0,5 μm na obszarze o wymiarach 100 mm x 100 mm. Błąd płaskości na całej powierzchni podstawy jest kontrolowany z dokładnością do ±1 μm. Gwarantuje to stabilną instalację i obsługę kluczowych podzespołów półprzewodnikowych, takich jak głowica naświetlająca sprzętu litograficznego i stół sondy w urządzeniu do wykrywania chipów, na precyzyjnej płaszczyźnie, co gwarantuje dokładność ścieżki optycznej i połączeń obwodowych sprzętu oraz zapobiega odchyleniom przemieszczeń podzespołów spowodowanym nierówną płaszczyzną podstawy, co wpływa na dokładność produkcji i detekcji chipów półprzewodnikowych.
Prostoliniowość: Prostoliniowość każdej krawędzi podstawy ma kluczowe znaczenie. W kierunku długości błąd prostoliniowości nie powinien przekraczać ±1 μm na 1 m; błąd prostoliniowości przekątnej jest kontrolowany w zakresie ±1,5 μm. Biorąc za przykład precyzyjną maszynę litograficzną, gdy stół porusza się wzdłuż szyny prowadzącej podstawy, prostoliniowość krawędzi podstawy bezpośrednio wpływa na dokładność trajektorii stołu. Jeśli prostoliniowość nie spełnia norm, wzór litograficzny zostanie zniekształcony i zdeformowany, co spowoduje zmniejszenie wydajności produkcji chipów.
Równoległość: Błąd równoległości górnej i dolnej powierzchni podstawy powinien mieścić się w granicach ±1 μm. Prawidłowa równoległość zapewnia stabilność ogólnego środka ciężkości po zainstalowaniu urządzenia, a siła każdego elementu jest równomierna. W urządzeniach do produkcji płytek półprzewodnikowych, jeśli górna i dolna powierzchnia podstawy nie są równoległe, płytka będzie się przechylać podczas obróbki, co wpłynie na jednorodność procesu, takiego jak trawienie i powlekanie, a tym samym na spójność działania układu scalonego.
Po drugie, cechy materiału
Twardość: Twardość granitowego materiału bazowego powinna wynosić co najmniej HS70 w skali Shore'a. Wysoka twardość skutecznie chroni przed zużyciem spowodowanym częstym przemieszczaniem i tarciem elementów podczas pracy urządzenia, zapewniając wysoką precyzję wykonania podstawy nawet po długim okresie użytkowania. W urządzeniach do pakowania wiórów ramię robota często chwyta i umieszcza wiór na podstawie, a wysoka twardość podstawy zapobiega powstawaniu zarysowań i zapewnia precyzję ruchu ramienia robota.
Gęstość: Gęstość materiału powinna wynosić od 2,6 do 3,1 g/cm³. Odpowiednia gęstość zapewnia stabilność podłoża, co gwarantuje wystarczającą sztywność do podtrzymywania sprzętu i nie będzie powodować trudności w montażu i transporcie sprzętu ze względu na jego nadmierną masę. W przypadku dużych urządzeń do inspekcji półprzewodników, stabilna gęstość podłoża pomaga ograniczyć przenoszenie drgań podczas pracy urządzenia i poprawić dokładność detekcji.
Stabilność termiczna: współczynnik rozszerzalności liniowej jest mniejszy niż 5×10⁻⁶/℃. Urządzenia półprzewodnikowe są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury, a stabilność termiczna podstawy jest bezpośrednio związana z dokładnością urządzenia. Podczas procesu litografii wahania temperatury mogą powodować rozszerzanie się lub kurczenie podstawy, co skutkuje odchyleniem rozmiaru wzoru ekspozycji. Podstawa granitowa o niskim współczynniku rozszerzalności liniowej pozwala kontrolować zmiany rozmiaru w bardzo małym zakresie, gdy zmienia się temperatura pracy urządzenia (zazwyczaj 20-30°C), zapewniając dokładność litografii.
Po trzecie, jakość powierzchni
Chropowatość: Wartość chropowatości Ra podstawy nie przekracza 0,05 μm. Ultragładka powierzchnia ogranicza adsorpcję pyłu i zanieczyszczeń oraz zmniejsza wpływ na czystość środowiska produkcji układów scalonych. W bezpyłowym warsztacie produkcyjnym, w którym wytwarzane są układy scalone, drobne cząsteczki mogą prowadzić do uszkodzeń, takich jak zwarcia, a gładka powierzchnia podstawy pomaga utrzymać czystość w warsztacie i poprawić wydajność produkcji układów scalonych.
Wady mikroskopowe: Powierzchnia podstawy nie może mieć widocznych pęknięć, ubytków, porów ani innych wad. W badaniu mikroskopowym liczba wad o średnicy większej niż 1 μm na centymetr kwadratowy nie może przekraczać 3 (w mikroskopie elektronowym). Wady te wpływają na wytrzymałość konstrukcyjną i płaskość powierzchni podstawy, a tym samym na stabilność i dokładność urządzenia.
Po czwarte, stabilność i odporność na wstrząsy
Stabilność dynamiczna: W symulowanym środowisku drgań generowanych przez pracę urządzeń półprzewodnikowych (zakres częstotliwości drgań 10–1000 Hz, amplituda 0,01–0,1 mm), przemieszczenie drgań kluczowych punktów mocowania na podstawie powinno być kontrolowane z dokładnością ±0,05 μm. Biorąc za przykład sprzęt do testowania półprzewodników, jeśli drgania własne urządzenia i drgania otoczenia są przenoszone na podstawę podczas pracy, dokładność sygnału testowego może zostać zakłócona. Dobra stabilność dynamiczna może zapewnić wiarygodne wyniki testów.
Odporność sejsmiczna: Podstawa musi charakteryzować się doskonałą odpornością sejsmiczną i szybko tłumić energię drgań pod wpływem nagłych drgań zewnętrznych (takich jak drgania symulujące fale sejsmiczne), a także zapewniać zmianę względnego położenia kluczowych elementów urządzenia z dokładnością ±0,1 μm. W fabrykach półprzewodników na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi, podstawy odporne na trzęsienia ziemi mogą skutecznie chronić drogi sprzęt półprzewodnikowy, zmniejszając ryzyko uszkodzenia sprzętu i zakłóceń w produkcji spowodowanych drganiami.
5. Stabilność chemiczna
Odporność na korozję: Podstawa granitowa powinna być odporna na korozję powodowaną przez powszechnie stosowane środki chemiczne stosowane w procesie produkcji półprzewodników, takie jak kwas fluorowodorowy, woda królewska itp. Po moczeniu w roztworze kwasu fluorowodorowego o ułamku masowym 40% przez 24 godziny, stopień utraty jakości powierzchni nie powinien przekraczać 0,01%. Moczenie w wodzie królewskiej (stosunek objętości kwasu solnego do kwasu azotowego 3:1) przez 12 godzin nie powinno powodować widocznych śladów korozji na powierzchni. Proces produkcji półprzewodników obejmuje różnorodne procesy trawienia chemicznego i czyszczenia, a dobra odporność podstawy na korozję gwarantuje, że długotrwałe użytkowanie w środowisku chemicznym nie ulegnie erozji, a dokładność i integralność strukturalna zostaną zachowane.
Ochrona przed zanieczyszczeniami: Materiał bazowy charakteryzuje się wyjątkowo niską absorpcją typowych zanieczyszczeń występujących w środowisku produkcji półprzewodników, takich jak gazy organiczne, jony metali itp. Po umieszczeniu w środowisku zawierającym 10 ppm gazów organicznych (np. benzenu, toluenu) i 1 ppm jonów metali (np. jonów miedzi, jonów żelaza) przez 72 godziny, zmiana wydajności spowodowana adsorpcją zanieczyszczeń na powierzchni podstawy jest nieznaczna. Zapobiega to migracji zanieczyszczeń z powierzchni podstawy do obszaru produkcji chipa i wpływaniu na jego jakość.
Czas publikacji: 28-03-2025