1. Точность размеров
Плоскостность: плоскостность поверхности основания должна соответствовать очень высоким стандартам, а погрешность плоскостности не должна превышать ±0,5 мкм на любой площади 100 мм × 100 мм. Для всей плоскости основания погрешность плоскостности контролируется в пределах ±1 мкм. Это обеспечивает стабильную установку и эксплуатацию ключевых компонентов полупроводникового оборудования, таких как экспонирующая головка литографического оборудования и зондовый стол оборудования для обнаружения кристаллов, на высокоточной плоскости, обеспечивает точность оптического пути и схемных соединений оборудования, а также предотвращает смещение компонентов, вызванное неровностью плоскости основания, что влияет на точность изготовления и обнаружения кристаллов полупроводников.
Прямолинейность: Прямолинейность каждого края основания имеет решающее значение. В продольном направлении погрешность прямолинейности не должна превышать ±1 мкм на 1 м; погрешность прямолинейности по диагонали контролируется в пределах ±1,5 мкм. Например, при перемещении стола по направляющим основания прямолинейность края основания напрямую влияет на точность траектории движения стола. Если прямолинейность не соответствует стандарту, литографический рисунок будет искажен и деформирован, что приведет к снижению выхода годных кристаллов.
Параллельность: Отклонение от параллельности верхней и нижней поверхностей основания должно контролироваться в пределах ±1 мкм. Правильная параллельность обеспечивает стабильность общего центра тяжести после установки оборудования и равномерное распределение силы на каждый компонент. В оборудовании для производства полупроводниковых пластин, если верхняя и нижняя поверхности основания не параллельны, пластина будет наклоняться во время обработки, что влияет на однородность процесса травления и нанесения покрытия, а следовательно, и на стабильность характеристик кристалла.
Во-вторых, характеристики материала
Твёрдость: Твёрдость гранитного основания должна быть не менее HS70 по Шору. Высокая твёрдость обеспечивает эффективную защиту от износа, вызванного частым перемещением и трением компонентов во время работы оборудования, обеспечивая сохранение высокой точности размеров основания даже при длительной эксплуатации. В оборудовании для упаковки чипов роботизированная рука часто захватывает чип и укладывает его на основание, поэтому высокая твёрдость основания предотвращает появление царапин на поверхности и обеспечивает точность движений роботизированной руки.
Плотность: Плотность материала должна быть в пределах 2,6–3,1 г/см³. Соответствующая плотность обеспечивает хорошую устойчивость основания, достаточную жёсткость для установки оборудования и исключает трудности при установке и транспортировке оборудования из-за чрезмерного веса. В крупногабаритном оборудовании для контроля полупроводников стабильная плотность основания способствует снижению передачи вибрации во время работы и повышению точности обнаружения.
Термостойкость: коэффициент линейного расширения менее 5×10⁻⁶/℃. Полупроводниковое оборудование очень чувствительно к изменениям температуры, и термостойкость основания напрямую связана с точностью оборудования. В процессе литографии колебания температуры могут привести к расширению или сжатию основания, что приводит к изменению размера экспонируемого изображения. Гранитное основание с низким коэффициентом линейного расширения позволяет контролировать изменение размера в очень небольшом диапазоне при изменении рабочей температуры оборудования (обычно 20–30 °C), обеспечивая точность литографии.
В-третьих, качество поверхности
Шероховатость: значение шероховатости Ra основания не превышает 0,05 мкм. Сверхгладкая поверхность снижает адсорбцию пыли и загрязнений, а также снижает воздействие на чистоту в цехе производства полупроводниковых кристаллов. В цехе, где не допускается наличие пыли, мелкие частицы могут привести к возникновению дефектов, таких как короткое замыкание кристалла. Гладкая поверхность основания способствует поддержанию чистоты в цехе и повышению выхода годных кристаллов.
Микроскопические дефекты: На поверхности основания не допускается наличие видимых трещин, раковин, пор и других дефектов. Количество дефектов диаметром более 1 мкм на квадратный сантиметр, определяемое электронной микроскопией, не должно превышать 3. Эти дефекты влияют на прочность конструкции и ровность поверхности основания, а также на стабильность и точность работы оборудования.
В-четвертых, устойчивость и ударопрочность
Динамическая устойчивость: В условиях, имитирующих вибрацию, создаваемую работой полупроводникового оборудования (диапазон частот вибрации 10–1000 Гц, амплитуда 0,01–0,1 мм), вибрационное смещение ключевых точек крепления на основании должно контролироваться в пределах ±0,05 мкм. Например, если собственные вибрации устройства и вибрации окружающей среды передаются на основание во время работы, это может повлиять на точность испытательного сигнала. Хорошая динамическая устойчивость обеспечивает надежные результаты испытаний.
Сейсмостойкость: основание должно обладать превосходными сейсмоустойчивыми характеристиками и быстро гасить энергию вибрации при внезапном воздействии внешней вибрации (например, вибрации, имитирующей сейсмические волны), а также обеспечивать изменение относительного положения ключевых компонентов оборудования в пределах ±0,1 мкм. На заводах по производству полупроводников в сейсмоопасных районах сейсмостойкие основания могут эффективно защитить дорогостоящее полупроводниковое оборудование, снижая риск повреждения оборудования и сбоев производства из-за вибрации.
5. Химическая стабильность
Коррозионная стойкость: гранитное основание должно выдерживать коррозию, вызываемую распространёнными химическими веществами, используемыми в производстве полупроводников, такими как плавиковая кислота, царская водка и т. д. После замачивания в растворе плавиковой кислоты с массовой долей 40% в течение 24 часов, потеря качества поверхности не должна превышать 0,01%. После замачивания в царской водке (соотношение объёмов соляной и азотной кислот 3:1) в течение 12 часов на поверхности не должно быть никаких видимых следов коррозии. Процесс производства полупроводников включает в себя различные процессы химического травления и очистки, а хорошая коррозионная стойкость основания может гарантировать, что длительное использование в химической среде не будет подвержено эрозии, а точность и структурная целостность будут сохранены.
Защита от загрязнений: базовый материал обладает крайне низким уровнем поглощения распространенных загрязняющих веществ в условиях производства полупроводников, таких как органические газы, ионы металлов и т. д. При помещении в среду, содержащую 10 ppm органических газов (например, бензола, толуола) и 1 ppm ионов металлов (например, ионов меди, железа), в течение 72 часов, изменение характеристик, вызванное адсорбцией загрязняющих веществ на поверхности основания, пренебрежимо мало. Это предотвращает миграцию загрязнений с поверхности основания в зону производства кристалла и ухудшение его качества.
Время публикации: 28 марта 2025 г.