Во областа на производството на полупроводници, точноста на опремата за инспекција на плочки директно го одредува квалитетот и приносот на чиповите. Како основа што ги поддржува компонентите за детекција на јадрото, димензионалната стабилност на основниот материјал на опремата игра клучна улога во долгорочните оперативни перформанси на опремата. Гранитот и леаното железо се два најчесто користени основни материјали за опрема за инспекција на плочки. 10-годишна компаративна студија откри значајни разлики меѓу нив во однос на димензионалната стабилност, обезбедувајќи важни референци за избор на опрема.
Експериментална позадина и дизајн
Процесот на производство на полупроводнички плочки има исклучително високи барања за точност на детекција. Дури и димензионално отстапување на ниво на микрометар може да доведе до пад на перформансите на чипот или дури и до расклопување. За да се истражи димензионалната стабилност на гранитот и леаното железо за време на долготрајна употреба, истражувачкиот тим дизајнираше експерименти што симулираа реални работни средини. Примероци од гранит и леано железо со иста спецификација беа избрани и ставени во комора за животната средина каде што температурата флуктуираше од 15℃ до 35℃, а влажноста флуктуираше од 30% до 70% RH. Механичките вибрации за време на работата на опремата беа симулирани преку табела за вибрации. Клучните димензии на примероците беа мерени секое тримесечје со помош на високопрецизен ласерски интерферометар, а податоците беа континуирано евидентирани 10 години.
Експериментален резултат: Апсолутната предност на гранитот
Десетгодишни експериментални податоци покажуваат дека гранитната подлога покажува неверојатна стабилност. Неговиот коефициент на термичка експанзија е исклучително низок, во просек само 4,6×10⁻⁶/℃. При драстични промени на температурата, димензионалното отстапување е секогаш контролирано во рамките на ±0,001 mm. Во услови на промени во влажноста, густата структура на гранитот го прави речиси непроменет и не се случуваат мерливи димензионални промени. Во средина со механички вибрации, одличните карактеристики на амортизација на гранитот ефикасно ја апсорбираат енергијата на вибрациите, а димензионалното флуктуирање е исклучително мало.
Спротивно на тоа, кај подлогата од леано железо, нејзиниот просечен коефициент на термичка експанзија достигнува 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, а максималното димензионално отстапување предизвикано од температурни промени во рок од 10 години е ±0,05 mm. Во влажна средина, леаното железо е склоно кон 'рѓа и корозија. Некои примероци покажуваат локална деформација, а димензионалното отстапување дополнително се зголемува. Под дејство на механички вибрации, леаното железо има слаби перформанси на амортизација на вибрации и неговата големина често флуктуира, што го отежнува исполнувањето на барањата за висока прецизност при инспекција на плочки.
Суштинската причина за разликата во стабилноста
Гранитот е формиран во текот на стотици милиони години преку геолошки процеси. Неговата внатрешна структура е густа и униформна, а минералните кристали се стабилно распоредени, елиминирајќи го внатрешниот стрес по природа. Ова го прави исклучително нечувствителен на промени во надворешните фактори како што се температурата, влажноста и вибрациите. Лиеното железо се произведува со процес на леење и има микроскопски дефекти како што се пори и песочни дупки внатре. Во меѓувреме, преостанатиот стрес генериран за време на процесот на леење е склонен да предизвика димензионални промени под стимулација на надворешната средина. Металните својства на леаното железо го прават склоно кон 'рѓосување поради влажност, забрзувајќи го структурното оштетување и намалувајќи ја димензионалната стабилност.
Влијанието врз опремата за инспекција на плочки
Опремата за инспекција на вафли базирана на гранитна подлога, со своите стабилни димензионални перформанси, може да обезбеди системот за инспекција да одржува висока прецизност долго време, да ги намали погрешните проценки и пропуштените детекции предизвикани од отстапување на точноста на опремата и значително да го подобри приносот на производот. Во меѓувреме, ниските барања за одржување ги намалуваат трошоците за целиот животен циклус на опремата. Опремата што користи подлоги од леано железо, поради лошата димензионална стабилност, бара честа калибрација и одржување. Ова не само што ги зголемува оперативните трошоци, туку може да влијае и на квалитетот на производството на полупроводници поради недоволна прецизност, предизвикувајќи потенцијални економски загуби.
Според трендот на стремежот на полупроводничката индустрија кон поголема прецизност и подобар квалитет, изборот на гранит како основен материјал за опрема за инспекција на плочки е несомнено мудар потег за да се обезбедат перформанси на опремата и да се подобри конкурентноста на претпријатијата.
Време на објавување: 14 мај 2025 година