Pri presnej kontrole polovodičov sa posúdenie všetkých rozmerových, morfologických a geometrických tolerančných parametrov opiera o objektívny a stabilný referenčný pôvod. Mnohí považujú žulové povrchové dosky jednoducho za ploché podporné dosky, pričom prehliadajú, že fungujú ako fyzický referenčný nosič pre celý kontrolný systém. Optická kontrola, meranie sondou, skenovanie profilu plátku a zber súradnicových meracích údajov v podstate porovnávajú testovanú vzorku s referenčným povrchom žuly. Geometrická presnosť a rozmerová stálosť žulových povrchových dosiek definuje pôvod inšpekčných údajov a určuje dôveryhodnosť a opakovateľnosť výsledkov meraní.
Základná logika presnej kontroly spočíva na relatívnom meraní. Inšpekčné sondy, optické šošovky a snímače posunu dokážu zachytiť iba signály relatívneho posunu a nedokážu nezávisle určiť skutočné geometrické chyby. Vďaka lapovaniu na úrovni nanometrov{2}} tvoria žulové povrchové dosky ideálnu rovnú rovinu, ktorá slúži ako globálny referenčný povrch a vytvára jednotnú nulovú referenciu pre senzory. Pred kontrolou zariadenie vykoná nulovanie sondy a konštrukciu súradnicového systému na základe žulového referenčného povrchu. Všetky následné údaje o výške, rovinnosti a rovnobežnosti plátkov a komponentov sú generované z tohto referenčného súradnicového systému. Akákoľvek deformácia alebo posun presnosti samotného referenčného povrchu spustí systematické odchýlky vo všetkých zhromaždených nameraných údajoch a povedie k nesprávnemu úsudku o hmotnosti.
Jeho referenčná hodnota spočíva v zjednotenom ložisku referenčných hodnôt geometrických tolerancií. Okrem rovinnosti sú z referenčného povrchu odvodené geometrické parametre, ako je kolmosť, priamosť a rovnobežnosť pri kontrole polovodičových komponentov. Žulové povrchové dosky môžu byť spracované s referenčnými bočnými hranami, polohovacími otvormi pre kolíky a montážnymi referenčnými drážkami, aby sa vytvoril kompletný referenčný systém, a nie iba jedna plochá rovina. V doštičkových sondách a scenároch kontroly optických profilometrov sú stupne obrobku, polohovacie nástroje a posuvné vedenia zostavené s odkazom na žulový referenčný povrch. To zaisťuje konzistentné referenčné hodnoty pozdĺž osí X/Y/Z a eliminuje kumulatívne chyby merania spôsobené nesúosovosťou referenčných hodnôt medzi viacerými osami.
Štandardná vernosť pri{0}}dlhodobej nepretržitej kontrole je hlavnou výhodou, ktorá odlišuje žulové povrchové dosky od iných materiálov. Kontrolné zariadenia na výrobných linkách polovodičov vykonávajú nepretržité odbery vzoriek. Nepretržité snímanie snímačmi prináša lokálnu akumuláciu tepla a v prostredí dielne dochádza k malým teplotným výkyvom. Kovové referenčné dosky majú vysoký koeficient tepelnej rozťažnosti; lokálny nárast teploty deformuje referenčný povrch a posúva referenčný pôvod, čo si vyžaduje častú rekalibráciu. Naproti tomu presné žulové povrchové dosky UNPARALLELED® majú ultra-nízky koeficient tepelnej rozťažnosti. Ich hustá kryštálová štruktúra neobsahuje takmer žiadne vnútorné napätie a deformácia vyvolaná zmenami teploty je mierna a reverzibilná. Počas nepretržitej kontroly trvajúcej hodiny alebo dokonca mesiace zostáva tvar referenčného povrchu stabilný, súradnicový systém zostáva bez posunu a namerané údaje prvého a posledného obrobku si zachovávajú konzistenciu.
Schopnosť uzamknúť referenčnú hodnotu v podmienkach vibrácií je nevyhnutným faktorom pri presnej kontrole. Dokonca aj chvenie nanometrov počas kontroly zachytia vysoko presné{1}}senzory a premenia na šum, ktorý skresľuje výsledky merania. Prirodzená vysoká tlmivosť žuly pohlcuje mikro-vibrácie zo zeme a mechanizmov prenosu zariadení a znižuje chvenie referenčného povrchu. Pre scenáre extrémne citlivé na vibrácie, ako je optická inšpekcia AOI a interferometria bieleho svetla, žulové povrchové dosky pridávajú pasívnu izoláciu vibrácií pre referenčnú hodnotu merania, pričom udržiavajú referenčný povrch statický, znižujú rušenie vibráciami nameraných údajov a zlepšujú rozlíšenie inšpekcie.
Čistota a odolnosť proti opotrebeniu zaručujú-dlhodobú platnosť štandardu. Počas kontrolných operácií, opakovaného nakladania a odoberania obrobkov a umiestňovania nástrojov sa neustále opierajú o referenčný povrch. Bežné kovové referenčné dosky sú náchylné na škrabance a otrepy; po opotrebovaní referenčný povrch zlyhá. Niektoré kamenné materiály majú veľké póry, ktoré ľahko zachytávajú prach a zvyšky kontrolnej kvapaliny, kontaminujú doštičky a poškodzujú mikro-morfológiu povrchu. Po ultra-jemnom lapovaní a tesniacej úprave sú žulové povrchové dosky tvrdé,-odolné voči opotrebovaniu a chemicky inertné, odolné voči poškriabaniu. Bez otvorených pórov na povrchu zostáva ich mikro-topografia stabilná aj po opakovanom{10}}dlhodobom používaní. Referenčná rovina sa v dôsledku opotrebovania nezmení, čím sa zníži frekvencia výmeny referenčnej dosky a rekalibrácie.
Malo by sa objasniť, že referenčný výkon žulových povrchových dosiek nemožno dosiahnuť bez strojového a metrologického overenia. Indikátory vrátane rovinnosti a priamosti referenčného povrchu musia byť overené pomocou testovacích prístrojov svetovej-triedy v prostredí metrológie s konštantnou-teplotou s presnosťou nadväzujúcou na národné metrologické normy. Každá žulová povrchová doska sa dodáva s kompletným metrologickým certifikátom na digitálne zaznamenávanie referenčných hodnôt pre zákazníkov. Počas aplikácie na mieste-, pokiaľ je základ inštalácie stabilný a prostredie zostáva v rámci konštrukčného rozsahu, môže tento fyzický štandard slúžiť ako vysledovateľná referencia pre kontrolné zariadenie na dlhú dobu, čo umožňuje porovnávanie údajov medzi zmenami, zariadeniami a výrobnými linkami.
Záver
Pri presnej kontrole polovodičov sú žulové povrchové dosky viac než len plošiny na umiestnenie obrobkov. Sú fyzickým pôvodom a geometrickým meradlom celého meracieho systému. Zakladajú jednotný súradnicový systém pre senzory a nesú celý rad geometrických kritérií vrátane rovinnosti, kolmosti a rovnobežnosti. Vďaka nízkemu tepelnému posunu, vysokému tlmeniu na potlačenie vibrácií, odolnosti voči opotrebovaniu a čistote zachovávajú autentickosť referenčných hodnôt počas dlhodobej-kontroly šarže. Keďže požiadavky na inšpekciu nanometrov neustále rastú, tento fyzický štandard funguje ako základný kameň, ktorý zabezpečuje spoľahlivé, opakovateľné a sledovateľné údaje o kontrole polovodičov.