अर्धचालक उपकरणों के लिए ग्रेनाइट आधार हेतु तकनीकी आवश्यकताएं।

1. आयामी सटीकता
समतलता: आधार की सतह की समतलता अत्यंत उच्च मानक तक पहुँचनी चाहिए, और किसी भी 100 मिमी × 100 मिमी क्षेत्र में समतलता त्रुटि ±0.5μm से अधिक नहीं होनी चाहिए; संपूर्ण आधार तल के लिए, समतलता त्रुटि ±1μm के भीतर नियंत्रित की जाती है। यह सुनिश्चित करता है कि अर्धचालक उपकरण के प्रमुख घटक, जैसे लिथोग्राफी उपकरण का एक्सपोज़र हेड और चिप डिटेक्शन उपकरण की जांच तालिका, उच्च-सटीक तल पर स्थिर रूप से स्थापित और संचालित हो सकें, उपकरण के ऑप्टिकल पथ और सर्किट कनेक्शन की सटीकता सुनिश्चित कर सकें, और आधार के असमान तल के कारण घटकों के विस्थापन विचलन से बचें, जो अर्धचालक चिप निर्माण और डिटेक्शन सटीकता को प्रभावित करता है।
सीधापन: आधार के प्रत्येक किनारे का सीधापन अत्यंत महत्वपूर्ण है। लंबाई की दिशा में, सीधापन त्रुटि ±1μm प्रति 1 मीटर से अधिक नहीं होनी चाहिए; विकर्ण सीधापन त्रुटि ±1.5μm के भीतर नियंत्रित की जाती है। उच्च-परिशुद्धता लिथोग्राफी मशीन को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, जब टेबल आधार की गाइड रेल के साथ गति करती है, तो आधार के किनारे का सीधापन सीधे टेबल की प्रक्षेप पथ सटीकता को प्रभावित करता है। यदि सीधापन मानक के अनुरूप नहीं है, तो लिथोग्राफी पैटर्न विकृत और विकृत हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप चिप निर्माण उपज में कमी आएगी।
समांतरता: आधार की ऊपरी और निचली सतहों की समांतरता त्रुटि को ±1μm के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। अच्छी समांतरता उपकरण की स्थापना के बाद समग्र गुरुत्वाकर्षण केंद्र की स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है, और प्रत्येक घटक का बल एक समान रहता है। अर्धचालक वेफर निर्माण उपकरण में, यदि आधार की ऊपरी और निचली सतहें समांतर नहीं हैं, तो प्रसंस्करण के दौरान वेफर झुक जाएगा, जिससे नक़्क़ाशी और कोटिंग जैसी प्रक्रियाओं की एकरूपता प्रभावित होगी, और इस प्रकार चिप के प्रदर्शन की स्थिरता प्रभावित होगी।
दूसरा, भौतिक विशेषताएँ
कठोरता: ग्रेनाइट बेस सामग्री की कठोरता शोर कठोरता HS70 या उससे अधिक होनी चाहिए। उच्च कठोरता उपकरण के संचालन के दौरान घटकों की लगातार गति और घर्षण के कारण होने वाले घिसाव को प्रभावी ढंग से रोक सकती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि बेस लंबे समय तक उपयोग के बाद भी उच्च परिशुद्धता आकार बनाए रख सके। चिप पैकेजिंग उपकरण में, रोबोट आर्म बार-बार चिप को पकड़कर बेस पर रखता है, और बेस की उच्च कठोरता यह सुनिश्चित कर सकती है कि सतह पर खरोंच आसानी से न पड़ें और रोबोट आर्म की गति की सटीकता बनी रहे।
घनत्व: सामग्री का घनत्व 2.6-3.1 ग्राम/सेमी³ के बीच होना चाहिए। उचित घनत्व आधार को उच्च-गुणवत्ता वाली स्थिरता प्रदान करता है, जिससे उपकरण को सहारा देने के लिए पर्याप्त कठोरता सुनिश्चित होती है, और अत्यधिक भार के कारण उपकरण की स्थापना और परिवहन में कोई कठिनाई नहीं होगी। बड़े अर्धचालक निरीक्षण उपकरणों में, स्थिर आधार घनत्व उपकरण संचालन के दौरान कंपन संचरण को कम करने और पता लगाने की सटीकता में सुधार करने में मदद करता है।
तापीय स्थिरता: रैखिक विस्तार गुणांक 5×10⁻⁶/°C से कम होता है। अर्धचालक उपकरण तापमान परिवर्तन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, और आधार की तापीय स्थिरता सीधे उपकरण की सटीकता से संबंधित होती है। लिथोग्राफी प्रक्रिया के दौरान, तापमान में उतार-चढ़ाव आधार के विस्तार या संकुचन का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक्सपोज़र पैटर्न के आकार में विचलन होता है। कम रैखिक विस्तार गुणांक वाला ग्रेनाइट आधार, उपकरण के ऑपरेटिंग तापमान (आमतौर पर 20-30°C) में परिवर्तन होने पर बहुत कम सीमा में आकार परिवर्तन को नियंत्रित कर सकता है, जिससे लिथोग्राफी की सटीकता सुनिश्चित होती है।
तीसरा, सतह की गुणवत्ता
खुरदरापन: आधार पर सतह खुरदरापन Ra मान 0.05μm से अधिक नहीं होना चाहिए। अति-चिकनी सतह धूल और अशुद्धियों के अवशोषण को कम कर सकती है और अर्धचालक चिप निर्माण वातावरण की स्वच्छता पर पड़ने वाले प्रभाव को कम कर सकती है। चिप निर्माण की धूल-मुक्त कार्यशाला में, छोटे कण चिप में शॉर्ट सर्किट जैसे दोषों का कारण बन सकते हैं, और आधार की चिकनी सतह कार्यशाला के स्वच्छ वातावरण को बनाए रखने और चिप की उपज में सुधार करने में मदद करती है।
सूक्ष्म दोष: आधार की सतह पर किसी भी प्रकार की दृश्य दरारें, रेत के छेद, छिद्र आदि दोष नहीं होने चाहिए। सूक्ष्म स्तर पर, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा 1μm प्रति वर्ग सेंटीमीटर से अधिक व्यास वाले दोषों की संख्या 3 से अधिक नहीं होनी चाहिए। ये दोष आधार की संरचनात्मक मजबूती और सतह की समतलता को प्रभावित करेंगे, और फिर उपकरण की स्थिरता और सटीकता को प्रभावित करेंगे।
चौथा, स्थिरता और आघात प्रतिरोध
गतिशील स्थिरता: अर्धचालक उपकरणों (कंपन आवृत्ति परास 10-1000 हर्ट्ज, आयाम 0.01-0.1 मिमी) के संचालन से उत्पन्न नकली कंपन वातावरण में, आधार पर प्रमुख आरोहण बिंदुओं के कंपन विस्थापन को ±0.05μm के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। अर्धचालक परीक्षण उपकरण को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, यदि संचालन के दौरान उपकरण का अपना कंपन और आसपास के वातावरण का कंपन आधार तक प्रेषित होता है, तो परीक्षण संकेत की सटीकता प्रभावित हो सकती है। अच्छी गतिशील स्थिरता विश्वसनीय परीक्षण परिणाम सुनिश्चित कर सकती है।
भूकंपीय प्रतिरोध: आधार में उत्कृष्ट भूकंपीय प्रदर्शन होना चाहिए, और अचानक बाहरी कंपन (जैसे भूकंपीय तरंग अनुकरण कंपन) के अधीन होने पर कंपन ऊर्जा को तेज़ी से कम कर सकता है, और यह सुनिश्चित कर सकता है कि उपकरण के प्रमुख घटकों की सापेक्ष स्थिति ±0.1μm के भीतर बदल जाए। भूकंप-प्रवण क्षेत्रों में अर्धचालक कारखानों में, भूकंप-रोधी आधार महंगे अर्धचालक उपकरणों की प्रभावी रूप से रक्षा कर सकते हैं, जिससे कंपन के कारण उपकरण क्षति और उत्पादन में व्यवधान का जोखिम कम हो जाता है।
5. रासायनिक स्थिरता
संक्षारण प्रतिरोध: ग्रेनाइट बेस को अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में सामान्य रासायनिक कारकों, जैसे हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, एक्वा रेजिया, आदि के संक्षारण का सामना करना चाहिए। 40% द्रव्यमान अंश वाले हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के घोल में 24 घंटे तक भिगोने के बाद, सतह की गुणवत्ता में कमी 0.01% से अधिक नहीं होनी चाहिए; एक्वा रेजिया (हाइड्रोक्लोरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड का आयतन अनुपात 3:1) में 12 घंटे तक भिगोने पर, सतह पर संक्षारण के कोई स्पष्ट निशान नहीं दिखाई देते। अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया में विभिन्न प्रकार की रासायनिक नक़्क़ाशी और सफाई प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, और बेस का अच्छा संक्षारण प्रतिरोध यह सुनिश्चित कर सकता है कि रासायनिक वातावरण में दीर्घकालिक उपयोग से क्षरण न हो, और सटीकता और संरचनात्मक अखंडता बनी रहे।
प्रदूषण-रोधी: आधार सामग्री में अर्धचालक निर्माण वातावरण में आम प्रदूषकों, जैसे कार्बनिक गैसों, धातु आयनों आदि का अवशोषण बेहद कम होता है। जब इसे 72 घंटों के लिए 10 पीपीएम कार्बनिक गैसों (जैसे, बेंजीन, टोल्यूनि) और 1 पीपीएम धातु आयनों (जैसे, कॉपर आयन, आयरन आयन) वाले वातावरण में रखा जाता है, तो आधार सतह पर प्रदूषकों के अवशोषण के कारण होने वाला प्रदर्शन परिवर्तन नगण्य होता है। यह प्रदूषकों को आधार सतह से चिप निर्माण क्षेत्र में जाने और चिप की गुणवत्ता को प्रभावित करने से रोकता है।