1. Точність розмірів
Плоскість: площинність поверхні основи повинна досягати дуже високого стандарту, а похибка площинності не повинна перевищувати ±0,5 мкм на будь-якій ділянці 100 мм × 100 мм; Для всієї базової площини похибка площинності контролюється в межах ±1 мкм. Це гарантує, що ключові компоненти напівпровідникового обладнання, такі як експонуюча головка літографічного обладнання та стіл зонда обладнання для виявлення мікросхем, можуть бути стабільно встановлені та експлуатуватися на високоточній площині, забезпечувати точність оптичного шляху та з'єднання схем обладнання, а також уникати відхилення зміщення компонентів, спричиненого нерівністю площини основи, що впливає на виготовлення напівпровідникового мікросхеми та точність виявлення.
Прямолінійність: Прямолінійність кожного краю основи має вирішальне значення. У напрямку довжини похибка прямолінійності не повинна перевищувати ±1 мкм на 1 м; діагональна похибка прямолінійності контролюється в межах ±1,5 мкм. Візьмемо, наприклад, високоточну літографічну машину, коли стіл рухається вздовж напрямної основи, прямолінійність краю основи безпосередньо впливає на точність траєкторії столу. Якщо прямолінійність не відповідає стандарту, літографічний малюнок буде спотворений та деформований, що призведе до зниження виходу чіпа.
Паралельність: Похибка паралельності верхньої та нижньої поверхонь основи повинна контролюватися в межах ±1 мкм. Хороша паралельність може забезпечити стабільність загального центру ваги після встановлення обладнання, а також рівномірність сили кожного компонента. В обладнанні для виробництва напівпровідникових пластин, якщо верхня та нижня поверхні основи не паралельні, пластина буде нахилятися під час обробки, впливаючи на рівномірність процесу, такого як травлення та нанесення покриття, і таким чином впливаючи на стабільність продуктивності мікросхеми.
По-друге, характеристики матеріалу
Твердість: Твердість гранітного основного матеріалу повинна досягати твердості за Шором HS70 або вище. Висока твердість дозволяє ефективно протистояти зносу, спричиненому частим рухом та тертям компонентів під час роботи обладнання, забезпечуючи збереження високої точності розміру основи після тривалого використання. В обладнанні для пакування чіпсів маніпулятор робота часто захоплює та розміщує чіп на основі, а висока твердість основи запобігає подряпинам на поверхні та забезпечує точність руху маніпулятора робота.
Щільність: Щільність матеріалу повинна бути в межах 2,6-3,1 г/см³. Відповідна щільність забезпечує добру стабільність основи, що може забезпечити достатню жорсткість для підтримки обладнання та не створюватиме труднощів під час встановлення та транспортування обладнання через надмірну вагу. У великому обладнанні для контролю напівпровідників стабільна щільність основи допомагає зменшити передачу вібрації під час роботи обладнання та підвищити точність виявлення.
Термостійкість: коефіцієнт лінійного розширення менше 5×10⁻⁶/℃. Напівпровідникове обладнання дуже чутливе до змін температури, а термостійкість основи безпосередньо пов'язана з точністю обладнання. Під час процесу літографії коливання температури можуть спричинити розширення або стиснення основи, що призведе до відхилення розміру експонованої картини. Гранітна основа з низьким коефіцієнтом лінійного розширення може контролювати зміну розміру в дуже невеликому діапазоні при зміні робочої температури обладнання (зазвичай 20-30 °C), щоб забезпечити точність літографії.
По-третє, якість поверхні
Шорсткість: Значення шорсткості поверхні Ra основи не перевищує 0,05 мкм. Ультрагладка поверхня може зменшити адсорбцію пилу та домішок і зменшити вплив на чистоту середовища виробництва напівпровідникових мікросхем. У безпиловому цеху виробництва мікросхем дрібні частинки можуть призвести до дефектів, таких як коротке замикання мікросхеми, а гладка поверхня основи допомагає підтримувати чисте середовище в цеху та підвищувати вихід мікросхем.
Мікроскопічні дефекти: Поверхня основи не повинна мати видимих тріщин, піщаних отворів, пор та інших дефектів. На мікроскопічному рівні кількість дефектів діаметром більше 1 мкм на квадратний сантиметр не повинна перевищувати 3, виявлених за допомогою електронної мікроскопії. Ці дефекти впливають на структурну міцність та площинність поверхні основи, а отже, на стабільність та точність обладнання.
По-четверте, стабільність та стійкість до ударів
Динамічна стабільність: У імітованому вібраційному середовищі, що генерується роботою напівпровідникового обладнання (діапазон частот вібрації 10-1000 Гц, амплітуда 0,01-0,1 мм), вібраційне зміщення ключових точок кріплення на основі слід контролювати в межах ±0,05 мкм. Взявши за приклад напівпровідникове випробувальне обладнання, якщо власні вібрації пристрою та вібрації навколишнього середовища передаються на основу під час роботи, це може вплинути на точність випробувального сигналу. Хороша динамічна стабільність може забезпечити надійні результати випробувань.
Сейсмостійкість: Основа повинна мати відмінні сейсмічні характеристики та може швидко послаблювати енергію вібрації, коли вона піддається раптовим зовнішнім вібраціям (наприклад, вібраціям, що імітують сейсмічні хвилі), а також забезпечувати зміну відносного положення ключових компонентів обладнання в межах ±0,1 мкм. На заводах напівпровідників у сейсмостійких районах сейсмостійкі основи можуть ефективно захищати дороге напівпровідникове обладнання, зменшуючи ризик пошкодження обладнання та перебоїв у виробництві через вібрацію.
5. Хімічна стабільність
Корозійна стійкість: Гранітна основа повинна витримувати корозію, спричинену поширеними хімічними речовинами у процесі виробництва напівпровідників, такими як плавикова кислота, царська горілка тощо. Після замочування в розчині плавикової кислоти з масовою часткою 40% протягом 24 годин, втрата якості поверхні не повинна перевищувати 0,01%; після замочування в царській горілці (об'ємне співвідношення соляної кислоти до азотної кислоти 3:1) протягом 12 годин на поверхні не залишаються видимі сліди корозії. Процес виробництва напівпровідників включає різноманітні процеси хімічного травлення та очищення, а добра корозійна стійкість основи може гарантувати, що тривале використання в хімічному середовищі не буде пошкоджено, а точність та структурна цілісність будуть збережені.
Захист від забруднення: Базовий матеріал має надзвичайно низьке поглинання поширених забруднювачів у середовищі виробництва напівпровідників, таких як органічні гази, іони металів тощо. При розміщенні в середовищі, що містить 10 ppm органічних газів (наприклад, бензолу, толуолу) та 1 ppm іонів металів (наприклад, іонів міді, іонів заліза) протягом 72 годин, зміна продуктивності, спричинена адсорбцією забруднювачів на поверхні основи, є незначною. Це запобігає міграції забруднювачів з поверхні основи до зони виробництва мікросхем та впливу на якість мікросхем.
Час публікації: 28 березня 2025 р.