1. Precisione dimensionale
Planarità: la planarità della superficie della base deve raggiungere uno standard molto elevato e l'errore di planarità non deve superare ±0,5 μm in un'area di 100 mm × 100 mm; per l'intero piano di base, l'errore di planarità è controllato entro ±1 μm. Ciò garantisce che i componenti chiave delle apparecchiature a semiconduttore, come la testa di esposizione dell'apparecchiatura litografica e il tavolo di misura dell'apparecchiatura di rilevamento chip, possano essere installati e utilizzati stabilmente su un piano ad alta precisione, garantiscano l'accuratezza del percorso ottico e della connessione circuitale dell'apparecchiatura ed evitino la deviazione di spostamento dei componenti causata dal piano irregolare della base, che influisce sulla produzione del chip a semiconduttore e sulla precisione di rilevamento.
Rettilineità: la rettilineità di ciascun bordo della base è fondamentale. In direzione longitudinale, l'errore di rettilineità non deve superare ±1 μm per 1 m; l'errore di rettilineità diagonale è controllato entro ±1,5 μm. Prendendo come esempio una macchina litografica ad alta precisione, quando il tavolo si muove lungo la guida della base, la rettilineità del bordo della base influisce direttamente sulla precisione della traiettoria del tavolo. Se la rettilineità non è conforme allo standard, il pattern litografico verrà distorto e deformato, con conseguente riduzione della resa di produzione del chip.
Parallelismo: l'errore di parallelismo delle superfici superiore e inferiore della base deve essere controllato entro ±1 μm. Un buon parallelismo può garantire la stabilità del baricentro complessivo dopo l'installazione dell'apparecchiatura e l'uniformità della forza applicata a ciascun componente. Nelle apparecchiature per la produzione di wafer semiconduttori, se le superfici superiore e inferiore della base non sono parallele, il wafer si inclinerà durante la lavorazione, compromettendo l'uniformità di processi come l'incisione e il rivestimento, e quindi la costanza delle prestazioni del chip.
In secondo luogo, le caratteristiche del materiale
Durezza: la durezza del materiale di base in granito deve raggiungere una durezza Shore HS70 o superiore. L'elevata durezza può resistere efficacemente all'usura causata dal frequente movimento e dall'attrito dei componenti durante il funzionamento dell'apparecchiatura, garantendo che la base mantenga un'elevata precisione dimensionale anche dopo un utilizzo prolungato. Nelle apparecchiature di confezionamento di chip, il braccio robotico afferra e posiziona frequentemente il chip sulla base, e l'elevata durezza della base può garantire che la superficie non si graffi facilmente e mantenere la precisione dei movimenti del braccio robotico.
Densità: la densità del materiale deve essere compresa tra 2,6 e 3,1 g/cm³. Una densità adeguata garantisce alla base una buona stabilità, garantendo una rigidità sufficiente a supportare l'apparecchiatura e evitando difficoltà di installazione e trasporto dovute a un peso eccessivo. Nelle grandi apparecchiature di ispezione di semiconduttori, una densità di base stabile contribuisce a ridurre la trasmissione delle vibrazioni durante il funzionamento e a migliorare la precisione di rilevamento.
Stabilità termica: il coefficiente di dilatazione lineare è inferiore a 5×10⁻⁶/℃. Le apparecchiature a semiconduttore sono molto sensibili alle variazioni di temperatura e la stabilità termica della base è direttamente correlata alla precisione dell'apparecchiatura. Durante il processo di litografia, le fluttuazioni di temperatura possono causare l'espansione o la contrazione della base, con conseguente deviazione delle dimensioni del pattern di esposizione. La base in granito con basso coefficiente di dilatazione lineare può controllare la variazione dimensionale in un intervallo molto limitato al variare della temperatura di esercizio dell'apparecchiatura (generalmente 20-30 °C), garantendo la precisione della litografia.
Terzo, la qualità della superficie
Rugosità: il valore di rugosità superficiale Ra sulla base non supera 0,05 μm. La superficie ultra-liscia può ridurre l'assorbimento di polvere e impurità e ridurre l'impatto sulla pulizia dell'ambiente di produzione dei chip semiconduttori. In un laboratorio di produzione di chip privo di polvere, piccole particelle possono causare difetti come il cortocircuito del chip, e la superficie liscia della base contribuisce a mantenere un ambiente di lavoro pulito e a migliorare la resa del chip.
Difetti microscopici: la superficie della base non deve presentare crepe visibili, fori di sabbia, pori o altri difetti. A livello microscopico, il numero di difetti con diametro superiore a 1 μm per centimetro quadrato non deve superare 3, rilevati tramite microscopia elettronica. Questi difetti comprometteranno la resistenza strutturale e la planarità della superficie della base, compromettendo di conseguenza la stabilità e la precisione dell'attrezzatura.
Quarto, stabilità e resistenza agli urti
Stabilità dinamica: nell'ambiente di vibrazione simulata generato dal funzionamento di apparecchiature a semiconduttore (intervallo di frequenza di vibrazione 10-1000 Hz, ampiezza 0,01-0,1 mm), lo spostamento dovuto alle vibrazioni dei punti di montaggio chiave sulla base deve essere controllato entro ±0,05 μm. Prendendo ad esempio un'apparecchiatura di prova per semiconduttori, se le vibrazioni proprie del dispositivo e quelle dell'ambiente circostante vengono trasmesse alla base durante il funzionamento, l'accuratezza del segnale di prova potrebbe essere compromessa. Una buona stabilità dinamica può garantire risultati di prova affidabili.
Resistenza sismica: la base deve offrire eccellenti prestazioni sismiche e deve essere in grado di attenuare rapidamente l'energia delle vibrazioni quando è soggetta a improvvise vibrazioni esterne (come la vibrazione generata da una simulazione di onde sismiche), garantendo al contempo che la posizione relativa dei componenti chiave dell'apparecchiatura cambi entro ±0,1 μm. Nelle fabbriche di semiconduttori situate in aree a rischio sismico, le basi antisismiche possono proteggere efficacemente le costose apparecchiature a semiconduttore, riducendo il rischio di danni alle apparecchiature e di interruzioni della produzione dovute alle vibrazioni.
5. Stabilità chimica
Resistenza alla corrosione: la base in granito deve resistere alla corrosione dei comuni agenti chimici utilizzati nel processo di produzione dei semiconduttori, come acido fluoridrico, acqua regia, ecc. Dopo l'immersione in una soluzione di acido fluoridrico con una frazione in massa del 40% per 24 ore, la perdita di qualità superficiale non deve superare lo 0,01%. Immergere in acqua regia (rapporto in volume tra acido cloridrico e acido nitrico 3:1) per 12 ore e verificare che non vi siano tracce evidenti di corrosione sulla superficie. Il processo di produzione dei semiconduttori prevede una varietà di processi di incisione chimica e pulizia, e la buona resistenza alla corrosione della base può garantire che l'utilizzo a lungo termine in ambiente chimico non venga compromesso e che la precisione e l'integrità strutturale siano mantenute.
Anti-inquinamento: il materiale di base presenta un assorbimento estremamente basso degli inquinanti comuni nell'ambiente di produzione dei semiconduttori, come gas organici, ioni metallici, ecc. Se esposto a un ambiente contenente 10 ppm di gas organici (ad esempio, benzene, toluene) e 1 ppm di ioni metallici (ad esempio, ioni rame, ioni ferro) per 72 ore, la variazione di prestazioni causata dall'assorbimento degli inquinanti sulla superficie di base è trascurabile. Ciò impedisce ai contaminanti di migrare dalla superficie di base all'area di produzione del chip, compromettendone la qualità.
Data di pubblicazione: 28-03-2025