דרישות טכניות לבסיסי גרניט עבור ציוד מוליכים למחצה.

1. דיוק ממדי
שטוחות: שטוחות פני השטח של הבסיס צריכה להגיע לסטנדרט גבוה מאוד, ושגיאת השטיחות לא צריכה לעלות על ±0.5 מיקרומטר בכל שטח של 100 מ"מ × 100 מ"מ; עבור כל מישור הבסיס, שגיאת השטיחות נשלטת בטווח של ±1 מיקרומטר. זה מבטיח שניתן יהיה להתקין ולהפעיל ביציבות את הרכיבים המרכזיים של ציוד מוליכים למחצה, כגון ראש החשיפה של ציוד הליתוגרפיה ושולחן הגשוש של ציוד גילוי השבבים, על מישור מדויק גבוה, להבטיח את דיוק הנתיב האופטי וחיבור המעגל של הציוד, ולמנוע סטיית תזוזה של הרכיבים הנגרמת על ידי מישור לא אחיד של הבסיס, דבר המשפיע על ייצור שבבי המוליכים למחצה ודיוק הגילוי.
ישרות: ישרות כל קצה של הבסיס היא קריטית. בכיוון האורך, שגיאת הישור לא תעלה על ±1 מיקרומטר לכל 1 מטר; שגיאת הישור האלכסוני נשלטת בטווח של ±1.5 מיקרומטר. אם ניקח לדוגמה מכונת ליתוגרפיה מדויקת, כאשר השולחן נע לאורך מסילת ההנחיה של הבסיס, ישרות קצה הבסיס משפיעה ישירות על דיוק המסלול של השולחן. אם הישרות אינה עומדת בסטנדרט, דוגמת הליתוגרפיה תתעוות ותתעוות, וכתוצאה מכך תפחית את תפוקת ייצור השבבים.
מקביליות: יש לשלוט על שגיאת המקבילות של המשטחים העליונים והתחתונים של הבסיס בטווח של ±1 מיקרומטר. מקביליות טובה יכולה להבטיח את יציבות מרכז הכובד הכולל לאחר התקנת הציוד, וכוח אחיד של כל רכיב. בציוד לייצור פרוסות מוליכים למחצה, אם המשטחים העליונים והתחתונים של הבסיס אינם מקבילים, הפרוסה תיטה במהלך העיבוד, מה שיפגע באחידות התהליך כגון איכול וציפוי, ובכך ישפיע על עקביות ביצועי השבב.
שנית, מאפייני החומר
קשיות: קשיות חומר הבסיס של גרניט צריכה להגיע לקשיות Shore HS70 ומעלה. קשיות זו יכולה לעמוד ביעילות בבלאי הנגרם כתוצאה מתנועות וחיכוך תכופים של רכיבים במהלך הפעלת הציוד, ובכך להבטיח שהבסיס ישמור על גודל דיוק גבוה גם לאחר שימוש ארוך טווח. בציוד אריזת שבבים, זרוע הרובוט תופסת ומניחה את השבב לעתים קרובות על הבסיס, והקשיות הגבוהה של הבסיס יכולה להבטיח שהמשטח לא יישרט בקלות ולשמור על דיוק תנועת זרוע הרובוט.
צפיפות: צפיפות החומר צריכה להיות בין 2.6-3.1 גרם/סמ"ק. צפיפות מתאימה הופכת את הבסיס ליציב באיכות טובה, מה שיכול להבטיח קשיחות מספקת לתמיכה בציוד, ולא תגרום לקשיים בהתקנה ובהובלה של הציוד עקב משקל מוגזם. בציוד בדיקת מוליכים למחצה גדול, צפיפות בסיס יציבה מסייעת להפחית את העברת הרטט במהלך הפעלת הציוד ולשפר את דיוק הגילוי.
יציבות תרמית: מקדם ההתפשטות הליניארית קטן מ-5×10⁻⁶/℃. ציוד מוליכים למחצה רגיש מאוד לשינויי טמפרטורה, והיציבות התרמית של הבסיס קשורה ישירות לדיוק הציוד. במהלך תהליך הליתוגרפיה, תנודות טמפרטורה יכולות לגרום להתפשטות או להתכווצות של הבסיס, וכתוצאה מכך לסטייה בגודל דפוס החשיפה. בסיס גרניט עם מקדם התפשטות ליניארית נמוך יכול לשלוט בשינוי הגודל בטווח קטן מאוד כאשר טמפרטורת ההפעלה של הציוד משתנה (בדרך כלל 20-30 מעלות צלזיוס) כדי להבטיח את דיוק הליתוגרפיה.
שלישית, איכות פני השטח
חספוס: ערך Ra של חספוס פני השטח על הבסיס אינו עולה על 0.05 מיקרומטר. המשטח החלק במיוחד יכול להפחית את ספיגת האבק והזיהומים ולהפחית את ההשפעה על ניקיון סביבת ייצור שבבי המוליכים למחצה. בסדנה נטולת אבק של ייצור שבבים, חלקיקים קטנים עלולים להוביל לפגמים כגון קצר חשמלי של השבב, והמשטח החלק של הבסיס מסייע לשמור על סביבה נקייה של הסדנה ולשפר את תפוקת השבב.
פגמים מיקרוסקופיים: אסור שיהיו על פני השטח של הבסיס סדקים, חורי חול, נקבוביות ופגמים אחרים גלויים. ברמה המיקרוסקופית, מספר הפגמים בקוטר גדול מ-1 מיקרומטר לסנטימטר רבוע לא יעלה על 3 במיקרוסקופ אלקטרונים. פגמים אלה ישפיעו על חוזק המבני ועל שטוחות פני השטח של הבסיס, ולאחר מכן ישפיעו על יציבות ודיוק הציוד.
רביעית, יציבות ועמידות בפני זעזועים
יציבות דינמית: בסביבת רטט מדומה הנוצרת על ידי הפעלת ציוד מוליך למחצה (טווח תדר רטט 10-1000 הרץ, משרעת 0.01-0.1 מ"מ), יש לשלוט על תזוזה של הרטט בנקודות הרכבה מרכזיות על הבסיס בטווח של ±0.05 מיקרומטר. ניקח לדוגמה ציוד בדיקת מוליכים למחצה, אם הרטט של המכשיר עצמו ורטט הסביבה מועברים לבסיס במהלך הפעולה, דיוק אות הבדיקה עלול להיפגע. יציבות דינמית טובה יכולה להבטיח תוצאות בדיקה אמינות.
עמידות בפני סייסמים: על הבסיס להיות בעל ביצועים סייסמיים מצוינים, והוא יכול להחליש במהירות את אנרגיית הרטט כאשר הוא נתון לרטט חיצוני פתאומי (כגון רטט סימולציית גל סייסמי), ולהבטיח שהמיקום היחסי של רכיבי המפתח של הציוד ישתנה בטווח של ±0.1 מיקרומטר. במפעלי מוליכים למחצה באזורים מועדים לרעידות אדמה, בסיסים עמידים לרעידות אדמה יכולים להגן ביעילות על ציוד מוליכים למחצה יקר, ולהפחית את הסיכון לנזק לציוד ולהפרעות בייצור עקב רטט.
5. יציבות כימית
עמידות בפני קורוזיה: בסיס הגרניט צריך לעמוד בפני קורוזיה של חומרים כימיים נפוצים בתהליך ייצור המוליכים למחצה, כגון חומצה הידרופלואורית, מי מלך וכו'. לאחר השרייה בתמיסת חומצה הידרופלואורית עם מקטע מסה של 40% למשך 24 שעות, שיעור אובדן איכות פני השטח לא יעלה על 0.01%; השרייה במים מלך (יחס נפחי של חומצה הידרוכלורית לחומצה חנקתית 3:1) למשך 12 שעות, מבלי שיהיו עקבות קורוזיה ברורים על פני השטח. תהליך ייצור המוליכים למחצה כרוך במגוון תהליכי איכול וניקוי כימיים, ועמידות הקורוזיה הטובה של הבסיס יכולה להבטיח שהשימוש ארוך הטווח בסביבה כימית לא ייפגע, והדיוק והשלמות המבנית יישמרו.
מניעת זיהום: לחומר הבסיס יש ספיגה נמוכה ביותר של מזהמים נפוצים בסביבת ייצור מוליכים למחצה, כגון גזים אורגניים, יוני מתכת וכו'. כאשר הוא ממוקם בסביבה המכילה 10 PPM של גזים אורגניים (למשל, בנזן, טולואן) ו-1 ppm של יוני מתכת (למשל, יוני נחושת, יוני ברזל) למשך 72 שעות, שינוי הביצועים הנגרם מספיחת מזהמים על פני השטח של הבסיס הוא זניח. זה מונע מזהמים לנדוד מפני השטח של הבסיס לאזור ייצור השבב ולפגוע באיכותו.