W dziedzinie inspekcji płytek półprzewodnikowych czystość środowiska cleanroom jest bezpośrednio związana z wydajnością produktu. W miarę jak precyzja procesów produkcji chipów stale się poprawia, wymagania dotyczące platform nośnych sprzętu detekcyjnego stają się coraz bardziej rygorystyczne. Platformy granitowe, charakteryzujące się zerową emisją jonów metali i niskim zanieczyszczeniem cząsteczkami, przewyższyły tradycyjne materiały ze stali nierdzewnej i stały się preferowanym rozwiązaniem dla sprzętu do inspekcji płytek.
Granit to naturalna skała magmowa składająca się głównie z minerałów niemetalicznych, takich jak kwarc, skaleń i mika. Ta cecha daje jej zaletę zerowego uwalniania jonów metali. Natomiast stal nierdzewna, jako stop metali, takich jak żelazo, chrom i nikiel, jest podatna na korozję elektrochemiczną na swojej powierzchni z powodu erozji pary wodnej i kwaśnych lub zasadowych gazów w środowisku czystego pomieszczenia, co powoduje wytrącanie się jonów metali, takich jak Fe²⁺ i Cr³⁺. Gdy te maleńkie jony przyczepią się do powierzchni wafla, zmienią właściwości elektryczne materiału półprzewodnikowego w kolejnych procesach, takich jak fotolitografia i trawienie, spowodują dryft napięcia progowego tranzystora, a nawet doprowadzą do zwarć w obwodzie. Dane z testów instytucji profesjonalnych pokazują, że po ciągłym narażeniu platformy granitowej na symulowane środowisko temperatury i wilgotności czystego pomieszczenia (23±0,5℃, 45%±5% RH) przez 1000 godzin, uwalnianie jonów metali było niższe niż granica wykrywalności (<0,1ppb). Współczynnik defektów płytek spowodowany zanieczyszczeniem jonami metali przy użyciu platform ze stali nierdzewnej może wynosić od 15% do 20%.
Pod względem kontroli zanieczyszczeń cząsteczkowych, platformy granitowe również sprawdzają się wyjątkowo dobrze. Pomieszczenia czyste mają niezwykle wysokie wymagania dotyczące stężenia cząstek zawieszonych w powietrzu. Na przykład w pomieszczeniach czystych klasy ISO 1 liczba cząstek o wielkości 0,1 μm dozwolonych na metr sześcienny nie przekracza 10. Nawet jeśli platforma ze stali nierdzewnej została poddana obróbce polerującej, może nadal wytwarzać zanieczyszczenia metalowe lub złuszczający się osad tlenkowy z powodu sił zewnętrznych, takich jak wibracje sprzętu i obsługa personelu, co może zakłócać ścieżkę optyczną wykrywania lub zarysować powierzchnię płytki. Platformy granitowe, dzięki swojej gęstej strukturze mineralnej (gęstość ≥2,7 g/cm³) i wysokiej twardości (6-7 w skali Mohsa), nie są podatne na zużycie ani pękanie podczas długotrwałego użytkowania. Pomiary pokazują, że mogą one zmniejszyć stężenie cząstek zawieszonych w powietrzu w obszarze sprzętu wykrywającego o ponad 40% w porównaniu z platformami ze stali nierdzewnej, skutecznie utrzymując standardy klasy pomieszczeń czystych.
Oprócz czystych właściwości, wszechstronne działanie platform granitowych znacznie przewyższa również działanie stali nierdzewnej. Jeśli chodzi o stabilność termiczną, współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi zaledwie (4-8) ×10⁻⁶/℃, czyli mniej niż połowę współczynnika stali nierdzewnej (około 17×10⁻⁶/℃), co pozwala lepiej utrzymać dokładność pozycjonowania sprzętu detekcyjnego, gdy temperatura w pomieszczeniu czystym ulega wahaniom. Wysoka charakterystyka tłumienia (współczynnik tłumienia > 0,05) może szybko osłabić drgania sprzętu i zapobiec drganiom sondy detekcyjnej. Naturalna odporność na korozję pozwala zachować stabilność nawet po narażeniu na rozpuszczalniki fotorezystu, gazy trawiące i inne substancje chemiczne bez konieczności stosowania dodatkowej powłoki ochronnej.
Obecnie platformy granitowe są szeroko stosowane w zaawansowanych zakładach produkujących płytki. Dane pokazują, że po przyjęciu platformy granitowej wskaźnik błędnej oceny wykrywania cząstek powierzchni płytki zmniejszył się o 60%, cykl kalibracji sprzętu został wydłużony trzykrotnie, a całkowity koszt produkcji spadł o 25%. W miarę jak przemysł półprzewodników zmierza w kierunku wyższej precyzji, platformy granitowe, z ich podstawowymi zaletami, takimi jak zerowe uwalnianie jonów metali i niskie zanieczyszczenie cząsteczkami, będą nadal zapewniać stabilne i niezawodne wsparcie dla inspekcji płytek, stając się ważną siłą napędową postępu w branży.
Czas publikacji: 20-05-2025