1. Precisión dimensional
Planitud: La planitud de la superficie de la base debe ser de un estándar muy alto, con un error de planitud no superior a ±0,5 μm en un área de 100 mm × 100 mm. En toda la superficie de la base, el error de planitud se controla con un margen de ±1 μm. Esto garantiza que los componentes clave de los equipos semiconductores, como el cabezal de exposición del equipo de litografía y la mesa de sonda del equipo de detección de chips, se instalen y operen de forma estable en una superficie de alta precisión, garantizando la precisión del recorrido óptico y la conexión del circuito del equipo, y evitando la desviación de desplazamiento de los componentes causada por la irregularidad de la superficie de la base, lo que afecta la fabricación y la precisión de detección del chip semiconductor.
Rectitud: La rectitud de cada borde de la base es crucial. En la dirección longitudinal, el error de rectitud no debe superar ±1 μm por 1 m; el error de rectitud diagonal se controla con un margen de ±1,5 μm. En una máquina de litografía de alta precisión, por ejemplo, cuando la mesa se mueve a lo largo del riel guía de la base, la rectitud del borde de esta afecta directamente la precisión de la trayectoria de la mesa. Si la rectitud no cumple con los estándares, el patrón litográfico se distorsionará y deformará, lo que reducirá el rendimiento de fabricación del chip.
Paralelismo: El error de paralelismo de las superficies superior e inferior de la base debe controlarse con una precisión de ±1 μm. Un buen paralelismo garantiza la estabilidad del centro de gravedad general tras la instalación del equipo y la uniformidad de la fuerza aplicada a cada componente. En los equipos de fabricación de obleas semiconductoras, si las superficies superior e inferior de la base no son paralelas, la oblea se inclinará durante el procesamiento, lo que afectará la uniformidad del proceso, como el grabado y el recubrimiento, y, por consiguiente, el rendimiento del chip.
En segundo lugar, las características del material
Dureza: La dureza de la base de granito debe ser de dureza Shore HS70 o superior. Esta alta dureza resiste eficazmente el desgaste causado por el movimiento frecuente y la fricción de los componentes durante el funcionamiento del equipo, garantizando que la base mantenga una alta precisión de tamaño tras un uso prolongado. En el equipo de empaquetado de chips, el brazo robótico sujeta y coloca frecuentemente los chips sobre la base, y su alta dureza garantiza que la superficie no se raye fácilmente y mantiene la precisión del movimiento del brazo robótico.
Densidad: La densidad del material debe estar entre 2,6 y 3,1 g/cm³. Una densidad adecuada proporciona a la base una buena estabilidad, lo que garantiza la rigidez necesaria para soportar el equipo y evita dificultades de instalación y transporte debido a un peso excesivo. En equipos de inspección de semiconductores de gran tamaño, una densidad de base estable ayuda a reducir la transmisión de vibraciones durante su funcionamiento y a mejorar la precisión de detección.
Estabilidad térmica: el coeficiente de expansión lineal es inferior a 5×10⁻⁶/℃. Los equipos semiconductores son muy sensibles a los cambios de temperatura, y la estabilidad térmica de la base está directamente relacionada con su precisión. Durante el proceso de litografía, las fluctuaciones de temperatura pueden provocar la expansión o contracción de la base, lo que resulta en una desviación del tamaño del patrón de exposición. La base de granito con bajo coeficiente de expansión lineal permite controlar la variación de tamaño en un rango muy pequeño cuando varía la temperatura de funcionamiento del equipo (generalmente entre 20 y 30 °C), garantizando así la precisión de la litografía.
En tercer lugar, la calidad de la superficie
Rugosidad: El valor Ra de la rugosidad superficial de la base no supera los 0,05 μm. La superficie ultralisa reduce la adsorción de polvo e impurezas, lo que reduce la limpieza del entorno de fabricación de chips semiconductores. En un taller libre de polvo, las pequeñas partículas pueden provocar defectos como cortocircuitos. La superficie lisa de la base ayuda a mantener un entorno limpio en el taller y a mejorar el rendimiento del chip.
Defectos microscópicos: La superficie de la base no debe presentar grietas, poros, poros ni otros defectos visibles. A nivel microscópico, el número de defectos con un diámetro superior a 1 μm por centímetro cuadrado no debe superar los 3 mediante microscopía electrónica. Estos defectos afectarán la resistencia estructural y la planitud de la superficie de la base, así como la estabilidad y precisión del equipo.
En cuarto lugar, estabilidad y resistencia a los golpes.
Estabilidad dinámica: En el entorno de vibración simulado generado por el funcionamiento de equipos semiconductores (rango de frecuencia de vibración de 10-1000 Hz, amplitud de 0,01-0,1 mm), el desplazamiento de la vibración en los puntos de montaje clave de la base debe controlarse con una precisión de ±0,05 μm. Por ejemplo, en equipos de prueba de semiconductores, si la vibración del dispositivo y la del entorno circundante se transmiten a la base durante el funcionamiento, la precisión de la señal de prueba puede verse afectada. Una buena estabilidad dinámica garantiza resultados de prueba fiables.
Resistencia sísmica: La base debe tener un excelente rendimiento sísmico y ser capaz de atenuar rápidamente la energía de vibración cuando se somete a vibraciones externas repentinas (como la vibración de simulación de ondas sísmicas), además de garantizar que la posición relativa de los componentes clave del equipo cambie con una precisión de ±0,1 μm. En fábricas de semiconductores en zonas propensas a terremotos, las bases sismorresistentes pueden proteger eficazmente los costosos equipos semiconductores, reduciendo el riesgo de daños en los equipos e interrupciones de la producción debido a las vibraciones.
5. Estabilidad química
Resistencia a la corrosión: La base de granito debe resistir la corrosión de los agentes químicos comunes en el proceso de fabricación de semiconductores, como el ácido fluorhídrico y el agua regia. Tras sumergirla en una solución de ácido fluorhídrico al 40 % durante 24 horas, la pérdida de calidad superficial no debe superar el 0,01 %. Tras sumergirla en agua regia (con una proporción volumétrica de ácido clorhídrico y ácido nítrico de 3:1) durante 12 horas, no se observarán rastros evidentes de corrosión en la superficie. El proceso de fabricación de semiconductores implica diversos procesos de grabado químico y limpieza, y la buena resistencia a la corrosión de la base garantiza su uso prolongado en entornos químicos, manteniendo la precisión y la integridad estructural.
Anticontaminación: El material base presenta una absorción extremadamente baja de contaminantes comunes en el entorno de fabricación de semiconductores, como gases orgánicos, iones metálicos, etc. Al exponerse a un entorno con 10 ppm de gases orgánicos (p. ej., benceno, tolueno) y 1 ppm de iones metálicos (p. ej., iones de cobre, iones de hierro) durante 72 horas, la disminución del rendimiento causada por la adsorción de contaminantes en la superficie de la base es insignificante. Esto evita que los contaminantes migren de la superficie de la base al área de fabricación del chip, lo que afecta su calidad.
Hora de publicación: 28 de marzo de 2025