1. Precisão dimensional
Planicidade: a planicidade da superfície da base deve atingir um padrão muito elevado, e o erro de planicidade não deve exceder ±0,5 μm em qualquer área de 100 mm × 100 mm; para todo o plano da base, o erro de planicidade é controlado dentro de ±1 μm. Isso garante que os componentes-chave dos equipamentos semicondutores, como a cabeça de exposição do equipamento de litografia e a mesa de teste do equipamento de detecção de chips, possam ser instalados e operados de forma estável em um plano de alta precisão, garantindo a precisão do caminho óptico e da conexão do circuito do equipamento, e evitando o desvio de deslocamento dos componentes causado pela irregularidade do plano da base, o que afeta a precisão da fabricação e detecção do chip semicondutor.
Retilineidade: A retilineidade de cada aresta da base é crucial. Na direção longitudinal, o erro de retilineidade não deve exceder ±1 μm por 1 m; o erro de retilineidade diagonal deve ser controlado em ±1,5 μm. Tomando como exemplo uma máquina de litografia de alta precisão, quando a mesa se move ao longo do trilho guia da base, a retilineidade da aresta da base afeta diretamente a precisão da trajetória da mesa. Se a retilineidade não estiver dentro dos padrões, o padrão de litografia ficará distorcido e deformado, resultando na redução do rendimento da fabricação de chips.
Paralelismo: O erro de paralelismo entre as superfícies superior e inferior da base deve ser controlado dentro de ±1 μm. Um bom paralelismo garante a estabilidade do centro de gravidade geral após a instalação do equipamento, e a força em cada componente é uniforme. Em equipamentos de fabricação de wafers semicondutores, se as superfícies superior e inferior da base não forem paralelas, o wafer irá inclinar durante o processamento, afetando a uniformidade do processo, como a corrosão e a deposição de revestimento, e consequentemente a consistência do desempenho do chip.
Em segundo lugar, as características do material.
Dureza: A dureza do material de base de granito deve atingir a escala Shore HS70 ou superior. A alta dureza resiste eficazmente ao desgaste causado pelo movimento frequente e pelo atrito dos componentes durante a operação do equipamento, garantindo que a base mantenha uma alta precisão dimensional mesmo após uso prolongado. Em equipamentos de encapsulamento de chips, o braço robótico frequentemente pega e coloca o chip na base, e a alta dureza da base garante que a superfície não seja facilmente arranhada, mantendo a precisão do movimento do braço robótico.
Densidade: A densidade do material deve estar entre 2,6 e 3,1 g/cm³. Uma densidade adequada proporciona à base uma boa estabilidade, garantindo rigidez suficiente para suportar o equipamento e evitando dificuldades na instalação e no transporte devido ao excesso de peso. Em equipamentos de inspeção de semicondutores de grande porte, uma base com densidade estável ajuda a reduzir a transmissão de vibrações durante a operação e a melhorar a precisão da detecção.
Estabilidade térmica: o coeficiente de expansão linear é inferior a 5×10⁻⁶/℃. Os equipamentos semicondutores são muito sensíveis a variações de temperatura, e a estabilidade térmica da base está diretamente relacionada à precisão do equipamento. Durante o processo de litografia, as flutuações de temperatura podem causar a expansão ou contração da base, resultando em desvios no tamanho do padrão de exposição. A base de granito com baixo coeficiente de expansão linear permite controlar a variação dimensional em uma faixa muito pequena quando a temperatura de operação do equipamento muda (geralmente entre 20 e 30 °C), garantindo a precisão da litografia.
Terceiro, qualidade da superfície
Rugosidade: O valor de rugosidade superficial Ra na base não excede 0,05 μm. A superfície ultralisa reduz a adsorção de poeira e impurezas, minimizando o impacto na limpeza do ambiente de fabricação de chips semicondutores. Em uma oficina livre de poeira para fabricação de chips, pequenas partículas podem causar defeitos como curto-circuito, e a superfície lisa da base contribui para manter um ambiente limpo e melhorar o rendimento dos chips.
Defeitos microscópicos: A superfície da base não deve apresentar rachaduras visíveis, poros, bolhas de areia ou outros defeitos. Em nível microscópico, o número de defeitos com diâmetro superior a 1 μm por centímetro quadrado não deve exceder 3, conforme verificado por microscopia eletrônica. Esses defeitos afetam a resistência estrutural e a planicidade da superfície da base, comprometendo a estabilidade e a precisão do equipamento.
Quarto, estabilidade e resistência a impactos.
Estabilidade dinâmica: No ambiente de vibração simulado gerado pela operação de equipamentos semicondutores (faixa de frequência de vibração de 10 a 1000 Hz, amplitude de 0,01 a 0,1 mm), o deslocamento vibratório dos principais pontos de montagem na base deve ser controlado dentro de ±0,05 μm. Tomando como exemplo um equipamento de teste de semicondutores, se a vibração do próprio dispositivo e a vibração do ambiente circundante forem transmitidas para a base durante a operação, a precisão do sinal de teste pode ser comprometida. Uma boa estabilidade dinâmica garante resultados de teste confiáveis.
Resistência sísmica: A base deve apresentar excelente desempenho sísmico, sendo capaz de atenuar rapidamente a energia vibratória quando submetida a vibrações externas repentinas (como vibrações simuladas por ondas sísmicas), garantindo que a posição relativa dos componentes principais do equipamento se altere dentro de ±0,1 μm. Em fábricas de semicondutores localizadas em áreas propensas a terremotos, bases resistentes a terremotos podem proteger eficazmente equipamentos caros, reduzindo o risco de danos e interrupções na produção devido a vibrações.
5. Estabilidade química
Resistência à corrosão: A base de granito deve resistir à corrosão causada por agentes químicos comuns no processo de fabricação de semicondutores, como ácido fluorídrico, água régia, etc. Após imersão em solução de ácido fluorídrico com fração mássica de 40% por 24 horas, a taxa de perda de qualidade da superfície não deve exceder 0,01%. Após imersão em água régia (proporção volumétrica de ácido clorídrico para ácido nítrico de 3:1) por 12 horas, não devem ser observados vestígios óbvios de corrosão na superfície. O processo de fabricação de semicondutores envolve diversos processos de ataque químico e limpeza, e a boa resistência à corrosão da base garante que o uso prolongado em ambiente químico não sofra erosão, mantendo a precisão e a integridade estrutural.
Antipoluição: O material base apresenta baixíssima absorção de poluentes comuns no ambiente de fabricação de semicondutores, como gases orgânicos, íons metálicos, etc. Quando exposto a um ambiente contendo 10 ppm de gases orgânicos (por exemplo, benzeno, tolueno) e 1 ppm de íons metálicos (por exemplo, íons de cobre, íons de ferro) por 72 horas, a alteração de desempenho causada pela adsorção de poluentes na superfície da base é insignificante. Isso impede que contaminantes migrem da superfície da base para a área de fabricação do chip e afetem a qualidade do mesmo.
Data da publicação: 28/03/2025