1. Rozměrová přesnost
Rovinnost: rovinnost povrchu základny by měla dosáhnout velmi vysokého standardu a chyba rovinnosti by neměla překročit ±0,5 μm v žádné oblasti 100 mm × 100 mm; Pro celou základní rovinu je chyba rovinnosti kontrolována v rozmezí ±1 μm. To zajišťuje, že klíčové komponenty polovodičového zařízení, jako je expoziční hlava litografického zařízení a stůl sondy detekčního zařízení čipu, mohou být stabilně instalovány a provozovány na vysoce přesné rovině, zajišťuje přesnost optické dráhy a zapojení obvodů zařízení a zabraňuje odchylce posunutí komponent způsobené nerovností základny, která ovlivňuje výrobu polovodičového čipu a přesnost detekce.
Přímost: Přímost každé hrany základny je klíčová. Ve směru délky nesmí chyba přímosti překročit ±1 μm na 1 m; diagonální chyba přímosti je kontrolována v rozmezí ±1,5 μm. Vezměme si jako příklad vysoce přesný litografický stroj, když se stůl pohybuje podél vodicí lišty základny, přímost hrany základny přímo ovlivňuje přesnost trajektorie stolu. Pokud přímost neodpovídá standardu, litografický vzor bude zkreslený a deformovaný, což povede ke snížení výtěžnosti výroby čipu.
Rovnoběžnost: Chyba rovnoběžnosti horního a dolního povrchu základny by měla být kontrolována v rozmezí ±1 μm. Dobrá rovnoběžnost může zajistit stabilitu celkového těžiště po instalaci zařízení a rovnoměrné působení síly na jednotlivé součásti. Pokud u zařízení na výrobu polovodičových destiček nejsou horní a dolní povrchy základny rovnoběžné, destička se během zpracování naklání, což ovlivňuje rovnoměrnost procesu, jako je leptání a povlakování, a tím i konzistenci výkonu čipu.
Za druhé, materiálové vlastnosti
Tvrdost: Tvrdost žulového základního materiálu by měla dosáhnout Shoreovy tvrdosti HS70 nebo vyšší. Vysoká tvrdost dokáže účinně odolávat opotřebení způsobenému častým pohybem a třením součástí během provozu zařízení, což zajišťuje, že základna si i po dlouhodobém používání udrží vysokou přesnost rozměrů. V zařízeních pro balení třísek robotické rameno často uchopuje a umisťuje třísku na základnu a vysoká tvrdost základny zajišťuje, že povrch není snadno poškrábaný, a zachovává se přesnost pohybu robotického ramene.
Hustota: Hustota materiálu by se měla pohybovat mezi 2,6–3,1 g/cm³. Vhodná hustota zajišťuje dobrou stabilitu základny, která zajišťuje dostatečnou tuhost pro unesení zařízení a nezpůsobuje potíže s instalací a přepravou zařízení v důsledku nadměrné hmotnosti. U velkých zařízení pro kontrolu polovodičů pomáhá stabilní hustota základny snížit přenos vibrací během provozu zařízení a zlepšit přesnost detekce.
Tepelná stabilita: koeficient lineární roztažnosti je menší než 5×10⁻⁶/℃. Polovodičová zařízení jsou velmi citlivá na změny teploty a tepelná stabilita podkladu přímo souvisí s přesností zařízení. Během litografického procesu mohou teplotní výkyvy způsobit roztažnost nebo smrštění podkladu, což má za následek odchylku ve velikosti expozičního vzoru. Žulová podkladová deska s nízkým koeficientem lineární roztažnosti dokáže řídit změnu velikosti ve velmi malém rozsahu při změně provozní teploty zařízení (obvykle 20–30 °C), aby byla zajištěna přesnost litografie.
Za třetí, kvalita povrchu
Drsnost: Hodnota drsnosti povrchu Ra na základně nepřesahuje 0,05 μm. Ultra hladký povrch může snížit adsorpci prachu a nečistot a snížit dopad na čistotu prostředí výroby polovodičových čipů. V bezprašné dílně výroby čipů mohou malé částice vést k vadám, jako je zkrat čipu, a hladký povrch základny pomáhá udržovat čisté prostředí dílny a zlepšuje výtěžnost čipu.
Mikroskopické vady: Povrch základny nesmí mít žádné viditelné trhliny, díry, póry a jiné vady. Na mikroskopické úrovni nesmí počet defektů s průměrem větším než 1 μm na centimetr čtvereční překročit 3 při elektronové mikroskopii. Tyto vady ovlivní strukturální pevnost a rovinnost povrchu základny a následně ovlivní stabilitu a přesnost zařízení.
Za čtvrté, stabilita a odolnost proti nárazům
Dynamická stabilita: V simulovaném vibračním prostředí generovaném provozem polovodičového zařízení (rozsah vibračních frekvencí 10–1000 Hz, amplituda 0,01–0,1 mm) by měl být vibrační posun klíčových montážních bodů na základně řízen v rozmezí ±0,05 μm. Vezměme si jako příklad polovodičové testovací zařízení, pokud se během provozu přenášejí na základnu vlastní vibrace zařízení a vibrace okolního prostředí, může to ovlivnit přesnost testovacího signálu. Dobrá dynamická stabilita může zajistit spolehlivé výsledky testů.
Seismická odolnost: Základna musí mít vynikající seismické vlastnosti a musí být schopna rychle tlumit energii vibrací, když je vystavena náhlým vnějším vibracím (například vibracím simulovaným seismickými vlnami), a musí zajistit, aby se relativní poloha klíčových součástí zařízení měnila v rozmezí ±0,1 μm. V polovodičových továrnách v oblastech náchylných k zemětřesení mohou zemětřesitelně odolné základny účinně chránit drahá polovodičová zařízení a snižovat riziko poškození zařízení a narušení výroby v důsledku vibrací.
5. Chemická stabilita
Odolnost proti korozi: Žulová základna by měla odolávat korozi běžných chemických činidel používaných v procesu výroby polovodičů, jako je kyselina fluorovodíková, lučavka královská atd. Po 24hodinovém namáčení v roztoku kyseliny fluorovodíkové s hmotnostním podílem 40 % nesmí ztráta kvality povrchu překročit 0,01 %; po 12hodinovém namáčení v lučavce královské (objemový poměr kyseliny chlorovodíkové k kyselině dusičné 3:1) na povrchu nezůstanou žádné zjevné stopy koroze. Proces výroby polovodičů zahrnuje řadu procesů chemického leptání a čištění a dobrá odolnost základny proti korozi může zajistit, že dlouhodobé používání v chemickém prostředí nedojde k narušení eroze a že se zachová přesnost a strukturální integrita.
Odolnost proti znečištění: Základní materiál má extrémně nízkou absorpci běžných znečišťujících látek v prostředí výroby polovodičů, jako jsou organické plyny, kovové ionty atd. Pokud je materiál umístěn v prostředí obsahujícím 10 PPM organických plynů (např. benzenu, toluenu) a 1 ppm kovových iontů (např. iontů mědi, iontů železa) po dobu 72 hodin, je změna výkonu způsobená adsorpcí znečišťujících látek na povrchu základny zanedbatelná. To zabraňuje migraci kontaminantů z povrchu základny do oblasti výroby čipu a ovlivňování kvality čipu.
Čas zveřejnění: 28. března 2025