1. Précision dimensionnelle
Planéité : la surface de la base doit être parfaitement plane et l'erreur de planéité ne doit pas dépasser ± 0,5 µm sur une surface de 100 mm × 100 mm. Sur l'ensemble du plan de base, l'erreur de planéité est contrôlée à ± 1 µm près. Cela garantit l'installation et le fonctionnement stables des composants clés des équipements semi-conducteurs, tels que la tête d'exposition des équipements de lithographie et la table de sonde des équipements de détection de puces, sur un plan de haute précision, la précision du trajet optique et des connexions des circuits, et l'absence de déviation de déplacement des composants due à un plan irrégulier de la base, ce qui affecte la fabrication des puces semi-conductrices et la précision de détection.
Rectitude : La rectitude de chaque bord de la base est cruciale. Dans le sens de la longueur, l'erreur de rectitude ne doit pas dépasser ± 1 µm par mètre ; l'erreur de rectitude diagonale est contrôlée à ± 1,5 µm. Prenons l'exemple d'une machine de lithographie de haute précision : lorsque la table se déplace le long du rail de guidage de la base, la rectitude du bord de la base affecte directement la précision de la trajectoire de la table. Si la rectitude n'est pas conforme aux normes, le motif lithographique sera déformé, ce qui réduira le rendement de fabrication des puces.
Parallélisme : L'erreur de parallélisme des surfaces supérieure et inférieure de la base doit être contrôlée à ± 1 µm. Un bon parallélisme garantit la stabilité du centre de gravité global après l'installation de l'équipement et l'uniformité des forces exercées sur chaque composant. Dans les équipements de fabrication de plaquettes semi-conductrices, si les surfaces supérieure et inférieure de la base ne sont pas parallèles, la plaquette s'inclinera pendant le traitement, ce qui affectera l'uniformité des processus tels que la gravure et le revêtement, et donc la constance des performances de la puce.
Deuxièmement, les caractéristiques matérielles
Dureté : La dureté du support en granit doit être d'au moins 70 Shore. Cette dureté élevée permet de résister efficacement à l'usure causée par les mouvements fréquents et les frottements des composants pendant le fonctionnement de l'équipement, garantissant ainsi une précision dimensionnelle élevée même après une utilisation prolongée. Dans les équipements d'emballage de puces, le bras robotisé saisit et dépose fréquemment les puces sur le support. La dureté élevée de ce dernier garantit une surface résistante aux rayures et une précision de mouvement optimale.
Densité : La densité du matériau doit être comprise entre 2,6 et 3,1 g/cm³. Une densité appropriée assure une bonne stabilité de la base, garantissant une rigidité suffisante pour supporter l'équipement et évitant les difficultés d'installation et de transport dues à un poids excessif. Dans les grands équipements d'inspection de semi-conducteurs, une densité de base stable contribue à réduire la transmission des vibrations pendant le fonctionnement et à améliorer la précision de la détection.
Stabilité thermique : le coefficient de dilatation linéaire est inférieur à 5×10⁻⁶/℃. Les équipements semi-conducteurs sont très sensibles aux variations de température, et la stabilité thermique de la base est directement liée à sa précision. Pendant le processus de lithographie, les fluctuations de température peuvent provoquer une dilatation ou une contraction de la base, entraînant une variation de la taille du motif d'exposition. La base en granit à faible coefficient de dilatation linéaire permet de contrôler les variations de taille dans une plage très étroite lorsque la température de fonctionnement de l'équipement varie (généralement entre 20 et 30 °C) afin de garantir la précision de la lithographie.
Troisièmement, la qualité de surface
Rugosité : La rugosité de surface Ra de la base ne dépasse pas 0,05 µm. La surface ultra-lisse réduit l'absorption de poussières et d'impuretés, limitant ainsi l'impact sur la propreté de l'environnement de fabrication des puces semi-conductrices. Dans un atelier de fabrication de puces exempt de poussière, de petites particules peuvent entraîner des défauts tels que des courts-circuits. La surface lisse de la base contribue à maintenir un environnement propre et à améliorer le rendement des puces.
Défauts microscopiques : La surface de la base ne doit présenter aucune fissure, trou de sable, pore ni autre défaut visible. À l'échelle microscopique, le nombre de défauts d'un diamètre supérieur à 1 μm par centimètre carré ne doit pas dépasser 3 en microscopie électronique. Ces défauts affectent la résistance structurelle et la planéité de la base, et donc la stabilité et la précision de l'équipement.
Quatrièmement, la stabilité et la résistance aux chocs
Stabilité dynamique : Dans l'environnement vibratoire simulé généré par le fonctionnement d'un équipement à semi-conducteurs (plage de fréquences de vibration de 10 à 1 000 Hz, amplitude de 0,01 à 0,1 mm), le déplacement vibratoire des points de fixation clés de la base doit être contrôlé à ± 0,05 µm. Prenons l'exemple d'un équipement de test de semi-conducteurs : si les vibrations propres de l'appareil et celles de l'environnement sont transmises à la base pendant le fonctionnement, la précision du signal de test peut être altérée. Une bonne stabilité dynamique garantit des résultats de test fiables.
Résistance sismique : La base doit présenter d'excellentes performances sismiques et être capable d'atténuer rapidement l'énergie vibratoire lorsqu'elle est soumise à des vibrations externes soudaines (comme celles simulées par des ondes sismiques). Elle doit également garantir que la position relative des composants clés de l'équipement varie de ± 0,1 µm. Dans les usines de semi-conducteurs situées dans des zones à risque sismique, les bases parasismiques peuvent protéger efficacement les équipements semi-conducteurs coûteux, réduisant ainsi les risques de dommages matériels et d'interruption de production dus aux vibrations.
5. Stabilité chimique
Résistance à la corrosion : La base en granit doit résister à la corrosion des agents chimiques courants utilisés dans la fabrication des semi-conducteurs, tels que l'acide fluorhydrique et l'eau régale. Après immersion dans une solution d'acide fluorhydrique à 40 % pendant 24 heures, la perte de qualité de surface ne doit pas dépasser 0,01 %. Après immersion dans de l'eau régale (rapport volumique acide chlorhydrique/acide nitrique 3:1) pendant 12 heures, aucune trace de corrosion n'apparaît. La fabrication des semi-conducteurs implique divers procédés de gravure et de nettoyage chimiques. La bonne résistance à la corrosion de la base garantit une utilisation à long terme en environnement chimique sans érosion, ainsi que le maintien de la précision et de l'intégrité structurelle.
Antipollution : Le matériau de base présente une absorption extrêmement faible des polluants courants dans l'environnement de fabrication des semi-conducteurs, tels que les gaz organiques, les ions métalliques, etc. Placé dans un environnement contenant 10 ppm de gaz organiques (par exemple, benzène, toluène) et 1 ppm d'ions métalliques (par exemple, ions cuivre, ions fer) pendant 72 heures, la variation de performance due à l'adsorption des polluants sur la surface de base est négligeable. Cela empêche la migration des contaminants de la surface de base vers la zone de fabrication des puces et, par conséquent, la qualité de ces dernières.
Date de publication : 28 mars 2025