В области производства полупроводников автоматическое оптическое инспекционное оборудование (АОИ) играет решающую роль в обеспечении качества микросхем. Даже незначительное повышение точности 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 используемых материалах. Гранит, благодаря своим выдающимся виброгасящим свойствам, постепенно вытеснил традиционные чугунные материалы и стал новым фаворитом в оборудовании для АОИ-инспекции. Его эффективность виброгасения увеличилась на 92% по сравнению с чугуном. Какие технологические прорывы и изменения в отрасли лежат в основе этих данных?
Жесткие требования к вибрации в оборудовании для оптического оптического контроля полупроводниковых материалов.
Процесс производства полупроводниковых чипов вступил в наноразмерную эру. В процессе оптического контроля даже мельчайшие вибрации могут вызывать отклонения в результатах проверки. Мелкие царапины, пустоты и другие дефекты на поверхности чипа часто имеют размер в микрометры или даже нанометры. Оптические линзы контрольного оборудования должны фиксировать эти детали с чрезвычайно высокой точностью. Любая вибрация, передаваемая от основания, вызовет смещение или дрожание линзы, что приведет к размытию изображения и, следовательно, повлияет на точность распознавания дефектов.
Чугунные материалы когда-то широко использовались в основаниях оборудования для автоматического оптического контроля (АОИ) благодаря своей прочности, технологичности и относительно низкой стоимости. Однако с точки зрения подавления вибрации чугун имеет очевидные недостатки. Внутренняя структура чугуна содержит большое количество графитовых пластин, которые эквивалентны мельчайшим пустотам внутри и нарушают целостность материала. Когда оборудование работает и генерирует вибрацию, или подвергается воздействию внешней вибрации окружающей среды, энергия вибрации не может эффективно гаситься в чугуне, а постоянно отражается и накладывается между графитовыми пластинами и матрицей, что приводит к непрерывному распространению вибрации. Соответствующие эксперименты показывают, что после возбуждения чугунного основания внешней вибрацией время затухания вибрации может составлять несколько секунд, что серьезно влияет на точность обнаружения в течение этого периода. Кроме того, модуль упругости чугуна относительно низок. Под длительным воздействием силы тяжести оборудования и вибрационных напряжений он склонен к деформации, что еще больше усиливает передачу вибрации.
Секрет повышения эффективности подавления вибраций гранитных оснований на 92%
Гранит, как природный камень, за сотни миллионов лет геологических процессов сформировал чрезвычайно плотную и однородную внутреннюю структуру. Он в основном состоит из плотно связанных минеральных кристаллов, таких как кварц и полевой шпат, а химические связи между кристаллами прочны и стабильны. Эта структура наделяет гранит выдающейся способностью к подавлению вибраций. Когда вибрация передается на гранитное основание, минеральные кристаллы внутри него быстро преобразуют энергию вибрации в тепловую энергию и рассеивают ее. Исследования показывают, что демпфирование гранита в несколько раз выше, чем у чугуна, что означает, что он может более эффективно поглощать энергию вибрации, уменьшая амплитуду и продолжительность вибрации. После профессиональных испытаний при одинаковых условиях вибрационного воздействия время затухания вибрации гранитного основания составляет всего 8% от времени затухания вибрации чугуна, а эффективность подавления вибрации увеличивается на 92%.
Высокая твердость и высокий модуль упругости гранита также вносят существенный вклад. Высокая твердость гарантирует, что основание с меньшей вероятностью деформируется под воздействием веса оборудования и внешних сил, и всегда сохраняет стабильное несущее состояние. Высокий модуль упругости обеспечивает быстрое возвращение основания к исходной форме при воздействии вибрации, уменьшая накопление вибрации. Кроме того, гранит обладает превосходной термической стабильностью и практически не подвержен влиянию изменений температуры окружающей среды, предотвращая термическое расширение и сжатие, вызванные колебаниями температуры, что дополнительно обеспечивает стабильность виброгасящих свойств.
Трансформация отрасли и перспективы, обусловленные использованием гранита в качестве основы.
Оборудование для оптического контроля с гранитным основанием значительно повысило точность обнаружения дефектов. Оно позволяет надежно выявлять дефекты в мелких частицах стружки, снижая процент ошибок до 1% и значительно повышая выход годной продукции. При этом улучшена стабильность работы оборудования, сокращено количество остановок на техническое обслуживание, вызванных вибрацией, увеличен срок службы оборудования и снижены общие эксплуатационные расходы.
Дата публикации: 14 мая 2025 г.