В области производства полупроводников оборудование для автоматического оптического контроля (AOI) играет решающую роль в обеспечении качества чипов. Даже небольшое улучшение точности его обнаружения может привести к огромным преобразованиям во всей отрасли. База оборудования, как ключевой компонент, оказывает глубокое влияние на точность обнаружения. В последние годы в отрасли произошла революция в базовых материалах. Гранит, обладающий выдающимися характеристиками подавления вибрации, постепенно заменил традиционные чугунные материалы и стал новым фаворитом оборудования для контроля AOI. Его эффективность подавления вибрации увеличилась на 92% по сравнению с чугуном. Какие технологические прорывы и изменения в отрасли стоят за этими данными?
Строгие требования к вибрации в оборудовании для контроля полупроводников АОИ
Процесс производства полупроводниковых чипов вступил в наномасштабную эру. В процессе инспекции AOI даже очень незначительные вибрации могут вызвать отклонения в результатах инспекции. Мелкие царапины, пустоты и другие дефекты на поверхности чипа часто находятся на уровне микрометра или даже нанометра. Оптические линзы оборудования обнаружения должны улавливать эти детали с чрезвычайно высокой точностью. Любая вибрация, передаваемая основанием, приведет к смещению или дрожанию линзы, что приведет к размытому получению изображения и тем самым повлияет на точность распознавания дефектов.
Чугунные материалы когда-то широко использовались в основаниях инспекционного оборудования AOI, поскольку они обладают определенной прочностью и производительностью обработки, а стоимость относительно невысока. Однако с точки зрения подавления вибрации чугун имеет очевидные недостатки. Внутренняя структура чугуна содержит большое количество графитовых листов, которые эквивалентны крошечным пустотам внутри и нарушают целостность материала. Когда оборудование работает и генерирует вибрацию или подвергается воздействию внешней вибрации окружающей среды, энергия вибрации не может эффективно ослабляться в чугуне, а постоянно отражается и накладывается между графитовым листом и матрицей, что приводит к непрерывному распространению вибрации. Соответствующие эксперименты показывают, что после того, как основание чугуна возбуждается внешней вибрацией, время затухания вибрации может длиться несколько секунд, что окажет серьезное влияние на точность обнаружения в течение этого периода. Кроме того, модуль упругости чугуна относительно низок. Под длительным воздействием гравитации оборудования и вибрационного напряжения он склонен к деформации, что еще больше усиливает передачу вибрации.
Секрет повышения эффективности гашения вибрации гранитными основаниями на 92%
Гранит, как вид натурального камня, сформировал чрезвычайно плотную и однородную внутреннюю структуру в ходе геологических процессов на протяжении сотен миллионов лет. Он в основном состоит из минеральных кристаллов, таких как кварц и полевой шпат, тесно связанных, а химические связи между кристаллами прочны и стабильны. Эта структура наделяет гранит выдающейся способностью подавления вибрации. Когда вибрация передается на гранитное основание, минеральные кристаллы внутри него могут быстро преобразовывать энергию вибрации в тепловую энергию и рассеивать ее. Исследования показывают, что демпфирование гранита в несколько раз выше, чем у чугуна, что означает, что он может поглощать энергию вибрации более эффективно, уменьшая амплитуду и продолжительность вибрации. После профессионального тестирования при тех же условиях возбуждения вибрации время затухания вибрации гранитного основания составляет всего 8% от времени затухания вибрации чугуна, а эффективность подавления вибрации увеличилась на 92%.
Высокая твердость и высокий модуль упругости гранита также вносят значительный вклад. Высокая твердость гарантирует, что основание с меньшей вероятностью деформируется при выдерживании веса оборудования и внешних силовых воздействий, и всегда сохраняет стабильное состояние поддержки. Высокий модуль упругости гарантирует, что основание может быстро вернуться к своей первоначальной форме при воздействии вибрации, уменьшая накопление вибрации. Кроме того, гранит обладает превосходной термостойкостью и практически не подвержен изменениям температуры окружающей среды, избегая термического расширения и деформации сжатия, вызванных колебаниями температуры, тем самым дополнительно обеспечивая стабильность характеристик подавления вибрации.
Трансформация отрасли и перспективы, обусловленные гранитными основаниями
Оборудование для инспекции AOI с гранитным основанием значительно улучшило точность обнаружения. Оно может надежно определять дефекты в чипах меньшего размера, снижая уровень ошибочной оценки до 1% и значительно увеличивая выход годных чипов. Между тем, стабильность оборудования была улучшена, что сократило количество остановок для технического обслуживания, вызванных проблемами вибрации, продлило срок службы оборудования и снизило общие эксплуатационные расходы.
Время публикации: 14 мая 2025 г.