1. Rozmerová presnosť
Rovinnosť: rovinnosť povrchu základne by mala dosiahnuť veľmi vysoký štandard a chyba rovinnosti by nemala presiahnuť ±0,5 μm v žiadnej oblasti 100 mm × 100 mm; Pre celú základnú rovinu je chyba rovinnosti kontrolovaná v rozmedzí ±1 μm. To zabezpečuje, že kľúčové komponenty polovodičového zariadenia, ako je expozičná hlava litografického zariadenia a stôl sondy zariadenia na detekciu čipov, môžu byť stabilne nainštalované a prevádzkované na vysoko presnej rovine, zabezpečuje presnosť optickej dráhy a zapojenia obvodu zariadenia a zabraňuje odchýlkam posunutia komponentov spôsobeným nerovnosťou základne, čo ovplyvňuje výrobu polovodičového čipu a presnosť detekcie.
Priamosť: Priamosť každej hrany základne je kľúčová. V smere dĺžky by chyba priamosti nemala presiahnuť ±1 μm na 1 m; chyba priamosti uhlopriečky sa kontroluje v rozmedzí ±1,5 μm. Vezmime si ako príklad vysoko presný litografický stroj, keď sa stôl pohybuje pozdĺž vodiacej lišty základne, priamosť hrany základne priamo ovplyvňuje presnosť trajektórie stola. Ak priamosť nie je na štandardnej úrovni, litografický vzor bude skreslený a deformovaný, čo bude mať za následok zníženie výťažnosti výroby čipu.
Rovnobežnosť: Chyba rovnobežnosti horného a dolného povrchu základne by sa mala kontrolovať v rozmedzí ±1 μm. Dobrá rovnobežnosť môže zabezpečiť stabilitu celkového ťažiska po inštalácii zariadenia a rovnomerné pôsobenie sily na každý komponent. V zariadení na výrobu polovodičových doštičiek, ak horný a dolný povrch základne nie sú rovnobežné, doštička sa počas spracovania nakloní, čo ovplyvní rovnomernosť procesu, ako je leptanie a povlakovanie, a tým aj konzistentnosť výkonu čipu.
Po druhé, materiálové vlastnosti
Tvrdosť: Tvrdosť žulového základného materiálu by mala dosiahnuť tvrdosť Shore HS70 alebo vyššiu. Vysoká tvrdosť dokáže účinne odolávať opotrebovaniu spôsobenému častým pohybom a trením komponentov počas prevádzky zariadenia, čím sa zabezpečí, že základňa si po dlhodobom používaní udrží vysokú presnosť rozmerov. V zariadení na balenie triesok robotické rameno často uchopí a umiestni triesku na základňu a vysoká tvrdosť základne zabezpečí, že povrch nebude ľahko poškriabaný a bude sa udržiavať presnosť pohybu robotického ramena.
Hustota: Hustota materiálu by mala byť medzi 2,6 – 3,1 g/cm³. Vhodná hustota zabezpečuje dobrú stabilitu základne, čo zaisťuje dostatočnú tuhosť na unesenie zariadenia a nespôsobuje ťažkosti s inštaláciou a prepravou zariadenia v dôsledku nadmernej hmotnosti. Vo veľkých zariadeniach na kontrolu polovodičov pomáha stabilná hustota základne znižovať prenos vibrácií počas prevádzky zariadenia a zlepšovať presnosť detekcie.
Tepelná stabilita: koeficient lineárnej rozťažnosti je menší ako 5×10⁻⁶/℃. Polovodičové zariadenia sú veľmi citlivé na zmeny teploty a tepelná stabilita podkladu priamo súvisí s presnosťou zariadenia. Počas litografického procesu môžu teplotné výkyvy spôsobiť rozťahovanie alebo sťahovanie podkladu, čo má za následok odchýlku vo veľkosti expozičného vzoru. Žulová podkladová doska s nízkym koeficientom lineárnej rozťažnosti dokáže kontrolovať zmenu veľkosti vo veľmi malom rozsahu pri zmene prevádzkovej teploty zariadenia (zvyčajne 20 – 30 °C), aby sa zabezpečila presnosť litografie.
Po tretie, kvalita povrchu
Drsnosť: Hodnota drsnosti povrchu Ra na základni nepresahuje 0,05 μm. Ultra hladký povrch môže znížiť adsorpciu prachu a nečistôt a znížiť vplyv na čistotu prostredia výroby polovodičových čipov. V bezprašnej dielni výroby čipov môžu malé častice viesť k chybám, ako je skrat čipu, a hladký povrch základne pomáha udržiavať čisté prostredie dielne a zlepšuje výťažnosť čipu.
Mikroskopické chyby: Povrch základne nesmie mať žiadne viditeľné praskliny, pieskové diery, póry a iné chyby. Na mikroskopickej úrovni nesmie počet chýb s priemerom väčším ako 1 μm na štvorcový centimeter presiahnuť 3 pomocou elektrónovej mikroskopie. Tieto chyby ovplyvnia štrukturálnu pevnosť a rovinnosť povrchu základne a následne ovplyvnia stabilitu a presnosť zariadenia.
Po štvrté, stabilita a odolnosť voči nárazom
Dynamická stabilita: V simulovanom vibračnom prostredí generovanom prevádzkou polovodičového zariadenia (frekvenčný rozsah vibrácií 10 – 1 000 Hz, amplitúda 0,01 – 0,1 mm) by sa mal vibračný posun kľúčových montážnych bodov na základni kontrolovať v rozmedzí ±0,05 μm. Napríklad pri testovaní polovodičového zariadenia, ak sa počas prevádzky prenášajú na základňu vlastné vibrácie zariadenia a vibrácie okolitého prostredia, môže to ovplyvniť presnosť testovacieho signálu. Dobrá dynamická stabilita môže zabezpečiť spoľahlivé výsledky testov.
Seizmická odolnosť: Základňa musí mať vynikajúce seizmické vlastnosti a musí byť schopná rýchlo tlmiť vibračnú energiu, keď je vystavená náhlym vonkajším vibráciám (napríklad vibráciám simulujúcim seizmické vlny), a zabezpečiť, aby sa relatívna poloha kľúčových komponentov zariadenia menila v rozmedzí ±0,1 μm. V polovodičových továrňach v oblastiach náchylných na zemetrasenia môžu zemetrasením odolné základne účinne chrániť drahé polovodičové zariadenia, čím sa znižuje riziko poškodenia zariadení a prerušenia výroby v dôsledku vibrácií.
5. Chemická stabilita
Odolnosť voči korózii: Žulová základňa by mala odolávať korózii bežných chemických činidiel v procese výroby polovodičov, ako je kyselina fluorovodíková, lučavka kráľovská atď. Po 24-hodinovom namočení v roztoku kyseliny fluorovodíkovej s hmotnostným podielom 40 % nesmie strata kvality povrchu prekročiť 0,01 %; po 12-hodinovom namočení v lučavka kráľovskej (objemový pomer kyseliny chlorovodíkovej k kyseline dusičnej 3:1) na povrch nie sú žiadne zjavné stopy korózie. Proces výroby polovodičov zahŕňa rôzne procesy chemického leptania a čistenia a dobrá odolnosť základne voči korózii môže zabezpečiť, že dlhodobé používanie v chemickom prostredí nedôjde k erodovaniu a že sa zachová presnosť a štrukturálna integrita.
Odolnosť voči znečisteniu: Základný materiál má extrémne nízku absorpciu bežných znečisťujúcich látok v prostredí výroby polovodičov, ako sú organické plyny, kovové ióny atď. Pri umiestnení do prostredia obsahujúceho 10 PPM organických plynov (napr. benzén, toluén) a 1 ppm kovových iónov (napr. ióny medi, ióny železa) na 72 hodín je zmena výkonu spôsobená adsorpciou znečisťujúcich látok na povrchu základne zanedbateľná. To zabraňuje migrácii kontaminantov z povrchu základne do oblasti výroby čipu a ovplyvňovaniu kvality čipu.
Čas uverejnenia: 28. marca 2025