การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ดำเนินไปโดยใช้เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่อุตสาหกรรมอื่นๆ ส่วนใหญ่ไม่เคยเจอมาก่อน การวางแนวแผ่นเวเฟอร์ที่วัดเป็นนาโนเมตร ความแม่นยำของการซ้อนทับที่ต้องคงไว้ตลอดกะการผลิตทั้งหมด ระบบการตรวจสอบที่ต้องแก้ไขข้อบกพร่องที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ สิ่งเหล่านั้นจะไม่เกิดขึ้นกับโครงสร้างที่เคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิห้องเปลี่ยนแปลงหรือระยะใกล้เคียงเร่งความเร็วขึ้น นั่นเป็นเหตุผลที่เงียบๆ หินแกรนิตปรากฏขึ้นบ่อยครั้งในอุปกรณ์ภายใต้กระบวนการจริง - ไม่ใช่เพราะมันแปลกใหม่ แต่เพราะมันน่าเบื่อในลักษณะที่แอปพลิเคชันนี้ต้องการ
เหตุใดความคลาดเคลื่อนของเซมิคอนดักเตอร์จึงลงโทษวัสดุโครงสร้างธรรมดา
แท่นพิมพ์หินหรือแท่นตรวจสอบเวเฟอร์อยู่ภายในสภาพแวดล้อมคลีนรูมที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด แต่ "มีการควบคุม" ไม่ได้หมายความว่าจะคงที่ อุณหภูมิยังคงเบี่ยงเบนไปเศษเสี้ยวองศาตลอดกะ ระบบ HVAC ยังคงหมุนเวียน และการเคลื่อนไหวทุกขั้นตอนจะอัดฉีดพลังงานแรงสั่นสะเทือนเข้าไปในทุกสิ่งที่ติดตั้ง ที่ระดับความคลาดเคลื่อนที่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ทำงาน วัสดุโครงสร้างที่มีการขยายตัวทางความร้อนเพียงเล็กน้อยหรือการลดแรงสั่นสะเทือนที่ไม่ดี จะกลายเป็นปัจจัยจำกัดในความแม่นยำของระบบทั้งหมด - ไม่ใช่ด้านทัศนศาสตร์ ไม่ใช่เซ็นเซอร์ แต่เป็นฐานของทุกสิ่งทุกอย่างที่ถูกยึดไว้
เหล็กและอะลูมิเนียม ซึ่งพบได้ทั่วไปในเครื่องจักรทั่วไป ต่างก็มีหนี้สินที่แท้จริงอยู่ที่นี่ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนนั้นมีลำดับความสำคัญสูงกว่าหินแกรนิต ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างเหล็กสามารถเติบโตหรือหดตัวได้อย่างวัดได้ตลอดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่หินแกรนิตแทบจะไม่สามารถรับรู้ได้ ทั้งสองยังมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กหรือเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้มากพอที่จะรบกวนส่วนประกอบทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความละเอียดอ่อนในลักษณะที่โครงสร้างหินแกรนิตที่ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า{2}}ไม่สามารถทำได้
บริเวณที่หินแกรนิตปรากฏอยู่ในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
บทบาทของหินแกรนิตในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่การใช้งานที่เกิดขึ้นซ้ำๆ หลายครั้ง โดยแต่ละครั้งมีเหตุผลที่แตกต่างกันเล็กน้อย
การจัดการเวเฟอร์-และแพลตฟอร์มระยะ XY พึ่งพาฐานหินแกรนิตด้วยเหตุผลเดียวกัน CMM จึงมีความเสถียรของมิติ - ภายใต้การหมุนเวียนของการเคลื่อนไหวซ้ำๆ ขั้นที่เร่งความเร็วและลดความเร็วหลายพันครั้งต่อวันจำเป็นต้องมีฐานที่ไม่สะสมการเคลื่อนตัวของความร้อนหรือกลไกจากการทำซ้ำนั้น และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวที่ต่ำของหินแกรนิตและการหน่วงภายในที่สูงทั้งคู่ก็ใช้ได้ผลดีในที่นี้
AOI (การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ) และแพลตฟอร์มมาตรวิทยาขึ้นอยู่กับพื้นผิวอ้างอิงที่มีความเสถียรเพื่อจัดแนวการมองเห็นตลอดวงจรการตรวจสอบ การเคลื่อนไหวทางโครงสร้างใดๆ ระหว่างเลนส์และพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์ที่ถูกตรวจสอบจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดโดยตรง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ระบบเหล่านี้มักระบุฐานหินแกรนิตที่มีค่าความคลาดเคลื่อนความเรียบแคบเป็นข้อกำหนดพื้นฐาน แทนที่จะเป็นการอัพเกรด
พื้นผิวลูกปืนอากาศ-สำหรับแกนการเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำสูง-ใช้หินแกรนิตเป็นระนาบอ้างอิงที่ลูกปืนขี่อยู่ โดยที่วัสดุที่มีความพรุนต่ำ-สม่ำเสมอมีความสำคัญโดยตรงต่อการรักษาช่องว่างอากาศให้คงที่และความแข็งของลูกปืนที่คาดการณ์ได้
โครงสร้างฐานสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบรังสี CT และ X- ได้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉื่อยที่ไม่ใช่-แม่เหล็กและการแผ่รังสี-ของหินแกรนิต ควบคู่ไปกับข้อดีด้านความร้อนและการสั่นสะเทือนแบบเดียวกันที่เกี่ยวข้องกับส่วนอื่นๆ ในสายการผลิต
ปัญหารูปแบบรู-ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับอุตสาหกรรมนี้
ฐานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะมีรูปแบบรูยึดที่มีความหนาแน่นผิดปกติเมื่อเทียบกับ-โครงสร้างหินแกรนิตทั่วไป - รูหลายสิบหรือหลายร้อยตำแหน่งที่แม่นยำสำหรับส่วนประกอบของเวที ที่ยึดเซ็นเซอร์ และการเดินสายเคเบิลบนฐานเดียว การยึดตำแหน่งความแม่นยำของตำแหน่งบนความหนาแน่นของรูนั้นเป็นปัญหาในการตัดเฉือนที่ยากกว่าที่คิด เนื่องจากรูปแบบที่เบี่ยงเบนไปแม้แต่เล็กน้อยบนเพลตขนาดใหญ่จะทำให้เกิดปัญหาในการบูรณาการเมื่อส่วนประกอบของลูกค้าถูกติดตั้ง นี่เป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ประสบการณ์การผลิตจริงของผู้ผลิตกับงานลวดลายที่มีรูหนาแน่น-มีความสำคัญมากกว่าความสามารถในการตัดหินแกรนิตทั่วไป
มวลความร้อนเป็นเครื่องมือออกแบบ ไม่ใช่แค่ผลพลอยได้
รายละเอียดประการหนึ่งที่ไม่ได้รับความสนใจมากพอ: มวลความร้อนของหินแกรนิตสามารถนำมาใช้เป็นองค์ประกอบที่ทำให้เสถียรได้อย่างจงใจ ไม่ใช่แค่ยอมให้เป็นคุณสมบัติทางโครงสร้างเท่านั้น ฐานหินแกรนิตขนาดใหญ่เพียงพอทำหน้าที่เป็นตัวกันความร้อน ช่วยลด-ความผันผวนของอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมโดยรอบในระยะเวลาสั้นๆ ก่อนที่จะส่งผลต่อพื้นผิวที่มีความแม่นยำซึ่งติดตั้งอยู่ นี่เป็นส่วนหนึ่งของสาเหตุที่-การเจาะบรรเทามวลในเซมิคอนดักเตอร์-ฐานหินแกรนิตที่ใช้งานได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง แทนที่จะตัดที่ไหนก็ได้ที่สะดวก - การกำจัดมวลมากเกินไปในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องสามารถลดความสามารถในการบัฟเฟอร์ความร้อนของฐานพร้อมกับน้ำหนักของมันได้
สิ่งนี้มีความหมายต่อผู้ซื้ออุปกรณ์และผู้จัดการคุณภาพ
สำหรับทีมวิศวกรที่ระบุส่วนประกอบหินแกรนิตสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ สิ่งที่นำไปใช้ได้จริงก็คือ "ฐานหินแกรนิต" ครอบคลุมความสามารถจริงที่หลากหลาย และความแตกต่างมีความสำคัญมากกว่าการใช้งานที่มีความต้องการน้อยกว่า ความหนาแน่นของวัสดุและการควบคุมความพรุนส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบริ่งอากาศ-โดยตรง ความแม่นยำของตำแหน่งรูปแบบรู-ส่งผลต่อเวลาในการรวมและ-ความเสถียรในการสอบเทียบในระยะยาว ข้อมูลความเรียบต้องได้รับการตรวจสอบตามขนาดการทำงานจริง ไม่ใช่คาดการณ์จากตัวอย่างอ้างอิงที่มีขนาดเล็กกว่า
เราได้จัดหาส่วนประกอบหินแกรนิต - เวเฟอร์-ฐานการจัดการ โครงสร้างแพลตฟอร์ม AOI -พื้นผิวแบริ่งอากาศ - ให้กับการสร้างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และบทเรียนที่เกิดซ้ำจากงานนั้นมีความสอดคล้องกัน: การเลือกใช้วัสดุทำให้การสนทนาเริ่มต้นขึ้น แต่ความแม่นยำในการตัดเฉือนเบื้องหลังรูปแบบของรู การตรวจสอบความเรียบที่ขนาดการทำงานจริง และการออกแบบทางความร้อนของคุณสมบัติการบรรเทามวล-คือสิ่งที่กำหนดอย่างแท้จริงว่าอุปกรณ์ที่เสร็จสมบูรณ์แล้วคืออะไร รักษาความแม่นยำในการผลิต ไม่ใช่แค่บนโต๊ะตรวจสอบเท่านั้น