1. Maatnauwkeurigheid
Vlakheid: de vlakheid van het basisoppervlak moet aan zeer hoge eisen voldoen en de vlakheidsfout mag niet groter zijn dan ±0,5 μm in elk gebied van 100 mm × 100 mm; voor het gehele basisvlak wordt de vlakheidsfout binnen ±1 μm gehouden. Dit zorgt ervoor dat de belangrijkste componenten van halfgeleiderapparatuur, zoals de belichtingskop van de lithografieapparatuur en de meettafel van de chipdetectieapparatuur, stabiel op een zeer nauwkeurig vlak kunnen worden gemonteerd en gebruikt. Dit garandeert de nauwkeurigheid van het optische pad en de circuitverbindingen van de apparatuur en voorkomt verschuivingen van de componenten als gevolg van een oneffen basisvlak, wat de nauwkeurigheid van de productie en detectie van halfgeleiderchips kan beïnvloeden.
Rechtheid: De rechtheid van elke rand van de basis is cruciaal. In de lengterichting mag de rechtheidsfout niet meer dan ±1 μm per 1 m bedragen; de diagonale rechtheidsfout moet binnen ±1,5 μm blijven. Neem bijvoorbeeld een uiterst nauwkeurige lithografiemachine: wanneer de tafel langs de geleiderail van de basis beweegt, heeft de rechtheid van de rand van de basis direct invloed op de nauwkeurigheid van de beweging van de tafel. Als de rechtheid niet aan de norm voldoet, zal het lithografiepatroon vervormd raken, wat leidt tot een lagere chipopbrengst.
Paralleliteit: De paralleliteitsfout van de boven- en onderkant van de basis moet binnen ±1 μm blijven. Goede paralleliteit zorgt voor de stabiliteit van het algehele zwaartepunt na installatie van de apparatuur en een uniforme krachtverdeling over de componenten. Bij halfgeleiderwafels zal de wafer kantelen tijdens de verwerking als de boven- en onderkant van de basis niet parallel zijn. Dit beïnvloedt de uniformiteit van processen zoals etsen en coaten en daarmee de consistentie van de chipprestaties.
Ten tweede, materiaaleigenschappen
Hardheid: Het granieten basismateriaal moet een Shore-hardheid van HS70 of hoger hebben. De hoge hardheid is effectief bestand tegen slijtage door frequente beweging en wrijving van componenten tijdens de werking van de apparatuur, waardoor de basis ook na langdurig gebruik een hoge precisie behoudt. In de chipverpakkingsmachine pakt de robotarm regelmatig chips op en plaatst deze op de basis. De hoge hardheid van de basis zorgt ervoor dat het oppervlak minder snel krassen vertoont en de nauwkeurigheid van de robotarmbewegingen behouden blijft.
Dichtheid: De materiaaldichtheid moet tussen 2,6 en 3,1 g/cm³ liggen. De juiste dichtheid zorgt voor een goede stabiliteit van de basis, wat voldoende stijfheid biedt om de apparatuur te ondersteunen en installatie- en transportproblemen door overgewicht voorkomt. Bij grote halfgeleiderinspectieapparatuur draagt een stabiele basisdichtheid bij aan het verminderen van trillingsoverdracht tijdens de werking van de apparatuur en het verbeteren van de detectienauwkeurigheid.
Thermische stabiliteit: de lineaire uitzettingscoëfficiënt is kleiner dan 5×10⁻⁶/℃. Halfgeleiderapparatuur is zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen en de thermische stabiliteit van de basis is direct gerelateerd aan de nauwkeurigheid van de apparatuur. Tijdens het lithografieproces kunnen temperatuurschommelingen uitzetting of krimp van de basis veroorzaken, wat resulteert in een afwijking in de grootte van het belichtingspatroon. Een granieten basis met een lage lineaire uitzettingscoëfficiënt kan de grootteverandering binnen een zeer klein bereik houden bij temperatuurschommelingen van de apparatuur (doorgaans 20-30 °C) om de lithografienauwkeurigheid te waarborgen.
Ten derde, de oppervlaktekwaliteit.
Ruwheid: De oppervlakteruwheid Ra-waarde van de basis bedraagt maximaal 0,05 μm. Het ultragladde oppervlak vermindert de adsorptie van stof en onzuiverheden en verkleint de impact op de reinheid van de productieomgeving voor halfgeleiderchips. In een stofvrije chipfabriek kunnen kleine deeltjes leiden tot defecten zoals kortsluiting van de chip. Het gladde oppervlak van de basis draagt bij aan een schone werkomgeving en een hogere chipopbrengst.
Microscopische defecten: Het oppervlak van de basis mag geen zichtbare scheuren, zandgaten, poriën of andere defecten vertonen. Op microscopisch niveau mag het aantal defecten met een diameter groter dan 1 μm per vierkante centimeter niet meer dan 3 bedragen, vastgesteld met elektronenmicroscopie. Deze defecten beïnvloeden de structurele sterkte en de vlakheid van het oppervlak van de basis en daarmee de stabiliteit en nauwkeurigheid van de apparatuur.
Ten vierde: stabiliteit en schokbestendigheid.
Dynamische stabiliteit: In de gesimuleerde trillingsomgeving die wordt gegenereerd door de werking van halfgeleiderapparatuur (trillingsfrequentiebereik 10-1000 Hz, amplitude 0,01-0,1 mm), moet de trillingsverplaatsing van belangrijke bevestigingspunten op de basis binnen ±0,05 μm blijven. Neem bijvoorbeeld halfgeleidertestapparatuur: als de eigen trillingen van het apparaat en de omgevingsvibraties tijdens de werking op de basis worden overgebracht, kan de nauwkeurigheid van het testsignaal worden beïnvloed. Goede dynamische stabiliteit kan betrouwbare testresultaten garanderen.
Aardbevingsbestendigheid: De fundering moet uitstekende aardbevingsbestendigheid hebben en de trillingsenergie snel kunnen dempen bij plotselinge externe trillingen (zoals trillingen gesimuleerd door seismische golven). Bovendien moet de relatieve positie van de belangrijkste componenten van de apparatuur binnen ±0,1 μm blijven. In halfgeleiderfabrieken in aardbevingsgevoelige gebieden kunnen aardbevingsbestendige funderingen de kostbare halfgeleiderapparatuur effectief beschermen en het risico op schade aan de apparatuur en productiestoringen als gevolg van trillingen verminderen.
5. Chemische stabiliteit
Corrosiebestendigheid: De granieten basis moet bestand zijn tegen de corrosie door gangbare chemische stoffen in het halfgeleiderproductieproces, zoals fluorwaterstofzuur, koningswater, enz. Na 24 uur weken in een fluorwaterstofzuuroplossing met een massafractie van 40% mag het kwaliteitsverlies van het oppervlak niet meer dan 0,01% bedragen. Na 12 uur weken in koningswater (volumeverhouding zoutzuur tot salpeterzuur 3:1) mogen er geen duidelijke sporen van corrosie op het oppervlak zichtbaar zijn. Het halfgeleiderproductieproces omvat diverse chemische ets- en reinigingsprocessen. De goede corrosiebestendigheid van de basis garandeert dat langdurig gebruik in een chemische omgeving niet leidt tot erosie en dat de nauwkeurigheid en structurele integriteit behouden blijven.
Anti-vervuiling: Het basismateriaal heeft een extreem lage absorptie van veelvoorkomende verontreinigende stoffen in de halfgeleiderproductieomgeving, zoals organische gassen, metaalionen, enz. Wanneer het gedurende 72 uur wordt geplaatst in een omgeving met 10 ppm organische gassen (bijv. benzeen, tolueen) en 1 ppm metaalionen (bijv. koperionen, ijzerionen), is de prestatieverandering als gevolg van adsorptie van verontreinigende stoffen op het basisoppervlak verwaarloosbaar. Dit voorkomt dat verontreinigingen van het basisoppervlak naar de chipproductieomgeving migreren en de chipkwaliteit beïnvloeden.
Geplaatst op: 28 maart 2025