Vprašajte inženirja polprevodniške opreme, kateri je najzahtevnejši konstrukcijski material na njihovem področju, in odgovor običajno ni kovina. Je granit. Litografski skenerji, inšpekcijski sistemi AOI, rentgenske inšpekcijske enote in orodja za merjenje rezin temeljijo na strojno obdelanem granitu, razlogi pa segajo globlje od tradicije. Ta članek preučuje, kaj polprevodniška oprema dejansko zahteva od svoje strukture, zakaj granit izpolnjuje te zahteve bolje kot jeklo ali aluminij in kaj naj kupec pričakuje od dobavitelja, ki služi tej industriji.
Kaj polprevodniška oprema zahteva od strukture
Proizvodnja polprevodnikov potisne strukturne zahteve do skrajnosti, ki se jim le malo industrij približa:
Stabilnost položaja na nanometrskem merilu. Stopnja litografije poravna rezino in namerilni križ s proračuni prekrivanja, izmerjenimi v eno-mestnih nanometrih. Kakršno koli odstopanje v osnovi med kalibracijo in osvetlitvijo neposredno porabi ta proračun, ker je osnova tiha referenca, glede na katero se nastavi vsako ogledalo in senzor.
Ultra-nizka toplotna ekspanzija. Temperatura zraka v čistih prostorih je-nadzorovana, vendar gradienti še vedno obstajajo. S toplotno razteznostjo približno 5 do 8 mikrometrov na meter na kelvin se granitna podlaga premakne za delček mikrometra na meter, pri čemer bi se jeklo premaknilo desetkrat več, aluminij pa več kot dvajsetkrat.
Dušenje vibracij. Sivi granit razprši vibracije nekajkrat hitreje kot jeklo, zato motnje črpalk, hladilnih vodov in sosednjih orodij popustijo, preden dosežejo merilno ravnino. Pri AOI in pregledu rezin, kjer so slike kamere manjše od 100 nanometrov, se preostale vibracije pretvorijo neposredno v zamegljenost slike.
Dolgotrajna -obstojnost dimenzij. Orodje, ki je nameščeno desetletje, mora obdržati svojo geometrijo brez ponovnega-pritrjevanja. Nizka poroznost in fina, stabilna zrnata struktura granita pomenita, da niti ne absorbira kemikalij iz čistih prostorov niti ne popusti pod obremenitvijo, kot lahko varjene jeklene konstrukcije.
Zakaj je granit boljši od kovine za polprevodniške osnove
Jeklo in aluminij sta močna, obdelovalna in znana, zato prevladujeta v splošnih strojih. Pri polprevodniških strukturah ne uspejo na tri načine in agranitna osnova za proizvodnjo polprevodnikovobravnava vse tri. Prvič, toplota: kovine hitro prevajajo toploto in se znatno širijo, tako da temperaturni gradient čez jekleno podlago postane premikajoča se geometrijska napaka, medtem ko granit izolira in se komaj širi. Drugič, dušenje: obroč kovinskih struktur; granit tiho. Lito ali varjeno jekleno ogrodje se po motnji spremeni več sto milisekund, medtem ko se granitna podlaga usede v desetinah. Tretjič, stabilnost: kovine prenašajo notranje napetosti zaradi valjanja, varjenja in strojne obdelave, ki v mesecih popustijo in upogibajo strukturo. Granit, izrezan iz kamna, ki je bil geološko obstojen, nima takega spomina.
Protiargument sta teža in krhkost, oboje pa je upravljano z zasnovo. Pravilno dimenzionirani granitni deli z oblikovanimi rebri in vzorci vložkov varno prenašajo delovne obremenitve, sama masa pa deluje kot prednost, saj dodaja vztrajnost proti tresljajem tal. Kjer je teža zaskrbljujoča, lahko ista trgovina združi granitno referenčno površino z lažjo mineralno-lito ali keramično strukturo v gibljivih oseh.
Kjer granit živi v polprevodniških orodjih
Aplikacije so razdeljene v štiri družine:
Granitna komponenta litografskega strojakompleti: osnovne plošče pod ploščami in križnimi stopnicami, Zerodur ali granitni referenčni okvirji in granitne strukture, ki nosijo meroslovni okvir. Učinkovitost prekrivanja se začne tukaj.
AOI in oprema za pregledovanje rezin: granitne podlage pod -hitrimi XY stopnicami in portali za kamere, kjer čas usedanja stopnic določa pretok. Številna orodja združijo granitno podlago z granitnimi zračnimi-vodili, tako da gibljiva miza lebdi na filmu, debelem le nekaj mikrometrov.
Sistemi za pregledovanje rentgenskih žarkov: težke zaščitne strukture in nosilci virov koristijo granitni masi, dušenju in stabilnosti, tako da geometrija poti žarka ostane konstantna skozi leta.
Granitni merilni instrumenti: meroslovni laboratorij vsakega proizvajalca in kalibrirna miza vsakega proizvajalca originalne opreme sta odvisna od granitnih površinskih plošč in glavnih kotnikov, ki so sledljivi nacionalnim standardom.
Okoli teh dobavitelji nudijo tudi granitne zračne ležaje za gibanje brez trenja, izvrtane in vstavljene montažne vmesnike, strojno obdelane na plus ali minus 0,05 milimetrov, ter celotne podsestave z motorji in senzorji, nameščenimi v stanju-pripravljenosti za čisto sobo.
Kako so kvalificirani dobavitelji videti v praksi
Proizvajalci originalne opreme za polprevodnike kvalificirajo strukturne dobavitelje z revizijsko miselnostjo, revizije pa se osredotočajo na merljive zmogljivosti in ne na slogane. Sposoben granitni partner prikazuje: material,-nadzorovan iz kamnoloma, s podatkovnimi listi, ki navajajo gostoto blizu 3100 kg/m3; zmogljivost CNC-ja-velikega formata, tako da se dolge osnove obdelajo v eni nastavitvi; lepilni mojstri, ki ročno obdelajo referenčne površine; montažne hale s konstantno{6}}temperaturo, ki simulirajo tovarniško okolje; in oprema za pregledovanje s sledljivo kalibracijo, kot so nemški komparatorji Mahr, švicarski elektronski nivelirji in laserska interferometrija Renishaw.
Granitne strukture dobavljamo proizvajalcem polprevodniške opreme v Aziji, Evropi in Severni Ameriki, vključno s podjetji v sektorju polprevodniškega orodja in delovnih držal, kot sta STI in 5th Axis, ter širšimi skupinami za proizvodnjo elektronike. Deli segajo od litografskih-osnovnih plošč do portalnih struktur AOI, dobavljenih s konturno-izmerjenimi poročili o ravnosti, certifikati materiala in, kjer je potrebno, embalažo za čiste prostore. Imen, ki jih ne smemo objaviti, zmožnost pa z veseljem pokažemo v našem obratu ali z video pregledom v živo.
Kontrolni seznam za kupce za polprevodniške granitne komponente
Pred oddajo naročila pisno potrdite te točke:
1. Podatkovni list materiala z virom kamnoloma, gostoto, tlačno trdnostjo in toplotnim raztezkom.
2. Ravnost, vzporednost in tolerance položaja izvrtine na risbo, z imenovanim veljavnim standardom (DIN 876, ASME B89.3.7, JIS B7513 ali -specifično za stranko).
3. Vsebina poročila o meritvah: instrument, temperatura, vzorec skeniranja in podatki o konturi.
4. Združljivost s čistimi prostori: tesnjenje z nizko-odzračevanjem, kemična odpornost in embalaža.
5. Velika-zmogljivost formatiranja, če je osnova daljša od 3 metrov, in obdelava z eno-nastavitvijo, da se izognete napakam pri ponovnem-vpenjanju.
6. Dolgoročna-podpora: ponovni-preplet, rezervni vložki in storitev kalibracije.
Pogosto zastavljena vprašanja
Zakaj je granit prednost pred jeklom za osnove polprevodniške opreme?
O tem odločajo tri lastnosti: toplotna razteznost granita je približno desetina jekla, dušenje tresljajev je nekajkrat večje in nima notranjih napetosti, ki bi sčasoma popustile. Jeklo je še vedno uporabno za nosilce in okvirje okoli granita, vendar je sama referenčna struktura granit v skoraj vsakem -orodju višjega cenovnega razreda.
Kakšno toleranco lahko doseže granitna podlaga za litografsko opremo?
Ploskost od 3 do 5 mikrometrov je običajna na več-metrskih bazah, odvisno od velikosti, z natančnostjo položaja lukenj okoli plus ali minus 0,05 milimetra in prekritimi referenčnimi površinami, ki zadržijo ponavljajoče se odčitke. Na manjših optičnih nosilcih je mogoče doseči strožje lokalne tolerance; risba in veljavni standard določata številke.
Ali granitne komponente potrebujejo posebno obdelavo za čiste prostore?
Kamen je sam po sebi prijazen do čistih prostorov: ne korodira, ne izpušča plinov ali izloča delcev, ko je prekrita in zatesnjena. Dobavitelji dodajajo tesnila z nizkim -odvajanjem plinov, nerjavne vložke in čisto embalažo, tako da del prispe pripravljen za neposredno namestitev v nadzorovanem okolju.
Kako naj kupci primerjajo dobavitelje granita za projekte polprevodnikov?
Zahtevajte enake dokaze, kot bi jih zahtevala revizija proizvajalca originalne opreme: sledljivost materiala, velik-seznam strojev, opis postopka lepanja, oprema za pregledovanje s sledljivostjo kalibracije, podrobnosti o objektu s konstantno-temperaturo in referenčni projekti podobne velikosti in industrije. Dobavitelji, ki lahko dokumentirajo vseh šest, so redki in jih je vredno kvalificirati zgodaj v programu.
Zaključek
Napredna oprema za litografijo in pregledovanje dobesedno temelji na granitu. Zaradi toplotne stabilnosti, dušenja in-dolgotrajne geometrije je material edina smiselna referenčna struktura na nanometrskih lestvicah, dobaviteljeve zmožnosti strojne obdelave, lepljenja in meroslovja pa odločajo o tem, ali te lastnosti preživijo v nameščenem orodju. Če določate strukture za polprevodniško opremo, izberite partnerja, ki nadzoruje kamnolom, obdeluje velike formate v posameznih nastavitvah, ročno kroži, meri s sledljivimi instrumenti in je-pripravljen za pošiljanje čistih prostorov. Naša ekipa počne natanko to in z veseljem pregledamo vaše risbe ter vam priporočimo specifikacijo granita, ki ščiti vaš proračun za prekrivanje.
