सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या ग्रॅनाइट बेससाठीच्या तांत्रिक आवश्यकता.

१. आयामी अचूकता
सपाटपणा: बेसच्या पृष्ठभागाचा सपाटपणा अत्यंत उच्च दर्जाचा असावा, आणि कोणत्याही १०० मिमी × १०० मिमी क्षेत्रात सपाटपणातील त्रुटी ±०.५μm पेक्षा जास्त नसावी; संपूर्ण बेस प्लेनसाठी, सपाटपणातील त्रुटी ±१μm च्या आत नियंत्रित केली जाते. यामुळे हे सुनिश्चित होते की सेमीकंडक्टर उपकरणाचे मुख्य घटक, जसे की लिथोग्राफी उपकरणाचे एक्सपोजर हेड आणि चिप डिटेक्शन उपकरणाचे प्रोब टेबल, एका उच्च-सुस्पष्टता असलेल्या प्लेनवर स्थिरपणे स्थापित आणि चालवले जाऊ शकतात, उपकरणाच्या ऑप्टिकल पाथ आणि सर्किट कनेक्शनची अचूकता सुनिश्चित होते, आणि बेसच्या असमान प्लेनमुळे होणारे घटकांचे विस्थापन टाळले जाते, जे सेमीकंडक्टर चिप उत्पादन आणि तपासणीच्या अचूकतेवर परिणाम करते.
सरळपणा: बेसच्या प्रत्येक कडेचा सरळपणा अत्यंत महत्त्वाचा आहे. लांबीच्या दिशेने, सरळपणातील त्रुटी प्रति १ मीटर ±१μm पेक्षा जास्त नसावी; कर्णाच्या सरळपणातील त्रुटी ±१.५μm च्या आत नियंत्रित केली जाते. उच्च-सुस्पष्टता लिथोग्राफी मशीनचे उदाहरण घेतल्यास, जेव्हा टेबल बेसच्या गाइड रेलवरून सरकते, तेव्हा बेसच्या कडेचा सरळपणा टेबलच्या मार्गाच्या अचूकतेवर थेट परिणाम करतो. जर सरळपणा मानकानुसार नसेल, तर लिथोग्राफी पॅटर्न विकृत आणि विरूपित होईल, ज्यामुळे चिप निर्मितीच्या उत्पन्नात घट होईल.
समांतरता: बेसच्या वरच्या आणि खालच्या पृष्ठभागांमधील समांतरतेची त्रुटी ±1μm च्या आत नियंत्रित केली पाहिजे. चांगली समांतरता उपकरण स्थापित केल्यानंतर संपूर्ण गुरुत्वमध्याची स्थिरता सुनिश्चित करते आणि प्रत्येक घटकावरील बल एकसमान राहते. सेमीकंडक्टर वेफर उत्पादन उपकरणांमध्ये, जर बेसचे वरचे आणि खालचे पृष्ठभाग समांतर नसतील, तर प्रक्रियेदरम्यान वेफर तिरकी होईल, ज्यामुळे एचिंग आणि कोटिंगसारख्या प्रक्रियांच्या एकसमानतेवर परिणाम होईल आणि परिणामी चिपच्या कार्यक्षमतेच्या सुसंगततेवर परिणाम होईल.
दुसरे, सामग्रीची वैशिष्ट्ये
कठोरता: ग्रॅनाइट बेस मटेरियलची कठोरता शोर हार्डनेस HS70 किंवा त्याहून अधिक असावी. ही उच्च कठोरता उपकरणाच्या कार्यादरम्यान घटकांच्या वारंवार होणाऱ्या हालचाली आणि घर्षणामुळे होणाऱ्या झिजेला प्रभावीपणे प्रतिकार करू शकते, ज्यामुळे दीर्घकाळ वापरानंतरही बेस उच्च अचूक आकार टिकवून ठेवू शकतो. चिप पॅकेजिंग उपकरणामध्ये, रोबोट आर्म वारंवार चिप उचलून बेसवर ठेवतो, आणि बेसची उच्च कठोरता पृष्ठभागावर सहज ओरखडे पडणार नाहीत याची खात्री करते आणि रोबोट आर्मच्या हालचालीची अचूकता टिकवून ठेवते.
घनता: पदार्थाची घनता २.६-३.१ ग्रॅम/सेमी³ च्या दरम्यान असावी. योग्य घनतेमुळे बेसला उत्तम दर्जाची स्थिरता मिळते, ज्यामुळे उपकरणाला आधार देण्यासाठी पुरेशी दृढता सुनिश्चित होते आणि अतिरिक्त वजनामुळे उपकरणाच्या स्थापनेत व वाहतुकीत अडचणी येत नाहीत. मोठ्या सेमीकंडक्टर तपासणी उपकरणांमध्ये, बेसची स्थिर घनता उपकरणाच्या कार्यादरम्यान कंपनांचे प्रसारण कमी करण्यास आणि तपासणीची अचूकता सुधारण्यास मदत करते.
औष्णिक स्थिरता: रेषीय प्रसरण गुणांक 5×10⁻⁶/℃ पेक्षा कमी आहे. सेमीकंडक्टर उपकरणे तापमानातील बदलांसाठी अत्यंत संवेदनशील असतात आणि बेसची औष्णिक स्थिरता उपकरणाच्या अचूकतेशी थेट संबंधित असते. लिथोग्राफी प्रक्रियेदरम्यान, तापमानातील चढउतारामुळे बेसचे प्रसरण किंवा आकुंचन होऊ शकते, ज्यामुळे एक्सपोजर पॅटर्नच्या आकारात विचलन होते. कमी रेषीय प्रसरण गुणांक असलेला ग्रॅनाइट बेस, उपकरणाचे कार्यकारी तापमान बदलल्यावर (साधारणपणे 20-30°C) आकारातील बदल अत्यंत लहान मर्यादेत नियंत्रित करू शकतो, ज्यामुळे लिथोग्राफीची अचूकता सुनिश्चित होते.
तिसरे, पृष्ठभागाची गुणवत्ता
रफनेस: बेसवरील पृष्ठभागाच्या रफनेसचे Ra मूल्य 0.05μm पेक्षा जास्त नसते. अत्यंत गुळगुळीत पृष्ठभाग धूळ आणि अशुद्धींचे शोषण कमी करू शकतो आणि सेमीकंडक्टर चिप उत्पादन वातावरणाच्या स्वच्छतेवरील परिणाम कमी करू शकतो. चिप उत्पादनाच्या धूळमुक्त कार्यशाळेत, लहान कणांमुळे चिपमध्ये शॉर्ट सर्किटसारखे दोष निर्माण होऊ शकतात, आणि बेसचा गुळगुळीत पृष्ठभाग कार्यशाळेचे स्वच्छ वातावरण राखण्यास आणि चिपचे उत्पादन वाढविण्यात मदत करतो.
सूक्ष्म दोष: बेसच्या पृष्ठभागावर कोणत्याही दृश्यमान भेगा, वाळूची छिद्रे, रंध्रे आणि इतर दोष असू नयेत. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपीनुसार, सूक्ष्म पातळीवर, प्रति चौरस सेंटीमीटर १μm पेक्षा जास्त व्यास असलेल्या दोषांची संख्या ३ पेक्षा जास्त नसावी. हे दोष बेसच्या संरचनात्मक मजबुतीवर आणि पृष्ठभागाच्या सपाटपणावर परिणाम करतात आणि परिणामी उपकरणाच्या स्थिरतेवर आणि अचूकतेवर परिणाम होतो.
चौथे, स्थिरता आणि धक्के सहन करण्याची क्षमता
गतिशील स्थिरता: सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या कार्यामुळे निर्माण होणाऱ्या अनुकरणीय कंपन वातावरणात (कंपन वारंवारता श्रेणी १०-१०००Hz, आयाम ०.०१-०.१mm), बेसवरील मुख्य माउंटिंग पॉइंट्सचे कंपन विस्थापन ±०.०५μm च्या आत नियंत्रित केले पाहिजे. सेमीकंडक्टर चाचणी उपकरणाचे उदाहरण घेतल्यास, जर उपकरणाचे स्वतःचे कंपन आणि सभोवतालच्या वातावरणाचे कंपन कार्यादरम्यान बेसपर्यंत पोहोचले, तर चाचणी सिग्नलच्या अचूकतेत व्यत्यय येऊ शकतो. चांगली गतिशील स्थिरता विश्वसनीय चाचणी परिणामांची खात्री देऊ शकते.
भूकंपरोधकता: बेसमध्ये उत्कृष्ट भूकंपरोधक क्षमता असणे आवश्यक आहे, आणि अचानक बाह्य कंपन (जसे की भूकंप लहरींच्या अनुकरणामुळे होणारे कंपन) झाल्यास, तो कंपनाची ऊर्जा वेगाने कमी करू शकला पाहिजे, तसेच उपकरणाच्या मुख्य घटकांची सापेक्ष स्थिती ±0.1μm च्या आत बदलेल याची खात्री केली पाहिजे. भूकंपप्रवण क्षेत्रांतील सेमीकंडक्टर कारखान्यांमध्ये, भूकंपरोधक बेस महागड्या सेमीकंडक्टर उपकरणांचे प्रभावीपणे संरक्षण करू शकतात, ज्यामुळे कंपनामुळे होणारे उपकरणांचे नुकसान आणि उत्पादनातील व्यत्ययाचा धोका कमी होतो.
५. रासायनिक स्थिरता
क्षरण प्रतिरोध: ग्रॅनाइट बेसने सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेतील हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड, ऍक्वा रेजिया इत्यादी सामान्य रासायनिक घटकांच्या क्षरणाला प्रतिकार केला पाहिजे. ४०% वस्तुमान अंशाच्या हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड द्रावणात २४ तास भिजवल्यानंतर, पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेतील घटीचा दर ०.०१% पेक्षा जास्त नसावा; ऍक्वा रेजियामध्ये (हायड्रोक्लोरिक ऍसिड आणि नायट्रिक ऍसिडचे प्रमाण ३:१) १२ तास भिजवल्यावर, पृष्ठभागावर क्षरणाचे कोणतेही स्पष्ट चिन्ह दिसू नये. सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेमध्ये विविध रासायनिक एचिंग आणि साफसफाईच्या प्रक्रियांचा समावेश असतो, आणि बेसचा चांगला क्षरण प्रतिरोध हे सुनिश्चित करतो की रासायनिक वातावरणात दीर्घकाळ वापरानंतर त्याची झीज होणार नाही आणि अचूकता व संरचनात्मक अखंडता टिकून राहील.
प्रदूषण-विरोधी: मूळ सामग्रीमध्ये सेमीकंडक्टर उत्पादन वातावरणातील सामान्य प्रदूषके, जसे की सेंद्रिय वायू, धातू आयन इत्यादींचे शोषण अत्यंत कमी असते. जेव्हा 10 PPM सेंद्रिय वायू (उदा., बेंझिन, टोल्युइन) आणि 1 ppm धातू आयन (उदा., तांबे आयन, लोह आयन) असलेल्या वातावरणात 72 तास ठेवले जाते, तेव्हा मूळ पृष्ठभागावर प्रदूषकांच्या अधिशोषणामुळे होणारा कार्यक्षमतेतील बदल नगण्य असतो. यामुळे प्रदूषकांना मूळ पृष्ठभागावरून चिप उत्पादन क्षेत्रात स्थलांतरित होण्यापासून आणि चिपच्या गुणवत्तेवर परिणाम करण्यापासून प्रतिबंध होतो.