W dziedzinie inspekcji płytek półprzewodnikowych, czystość środowiska cleanroom jest bezpośrednio związana z wydajnością produktu. Wraz z ciągłym wzrostem precyzji procesów produkcji chipów, wymagania dotyczące platform nośnych sprzętu detekcyjnego stają się coraz bardziej rygorystyczne. Platformy granitowe, charakteryzujące się zerową emisją jonów metali i niskim zanieczyszczeniem cząsteczkowym, przewyższyły tradycyjne materiały ze stali nierdzewnej i stały się preferowanym rozwiązaniem w sprzęcie do inspekcji płytek półprzewodnikowych.
Granit to naturalna skała magmowa składająca się głównie z minerałów niemetalicznych, takich jak kwarc, skaleń i mika. Ta cecha zapewnia mu zaletę zerowego uwalniania jonów metali. Z kolei stal nierdzewna, jako stop metali takich jak żelazo, chrom i nikiel, jest podatna na korozję elektrochemiczną powierzchni z powodu erozji pod wpływem pary wodnej oraz kwaśnych lub zasadowych gazów w pomieszczeniu czystym, co powoduje wytrącanie jonów metali, takich jak Fe²⁺ i Cr³⁺. Po związaniu tych drobnych jonów z powierzchnią wafla, zmieniają one właściwości elektryczne materiału półprzewodnikowego w kolejnych procesach, takich jak fotolitografia i trawienie, powodują dryft napięcia progowego tranzystora, a nawet prowadzą do zwarć w obwodzie. Dane z testów przeprowadzonych przez profesjonalne instytucje pokazują, że po 1000 godzinach ciągłej ekspozycji platformy granitowej na symulowane warunki temperatury i wilgotności pomieszczenia czystego (23 ± 0,5°C, 45% ± 5% RH), poziom uwalniania jonów metali był niższy niż granica wykrywalności (< 0,1 ppb). Wskaźnik defektów płytek spowodowanych zanieczyszczeniem jonami metali w przypadku stosowania platform ze stali nierdzewnej może sięgać nawet 15% do 20%.
Platformy granitowe również sprawdzają się wyjątkowo dobrze pod względem kontroli zanieczyszczeń cząstkami stałymi. Pomieszczenia czyste mają wyjątkowo wysokie wymagania dotyczące stężenia cząstek zawieszonych w powietrzu. Na przykład, w pomieszczeniach czystych klasy ISO 1, dopuszczalna liczba cząstek o wielkości 0,1 μm na metr sześcienny nie przekracza 10. Nawet jeśli platforma ze stali nierdzewnej została poddana procesowi polerowania, nadal mogą na niej gromadzić się opiłki metalu lub złuszczać się osad tlenkowy pod wpływem sił zewnętrznych, takich jak wibracje sprzętu i praca personelu. Może to zakłócać ścieżkę optyczną detekcji 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 urządzeń detekcyjnych o ponad 40% w porównaniu z platformami ze stali nierdzewnej, skutecznie utrzymując standardy pomieszczeń czystych.
Oprócz właściwości zapewniających czystość, platformy granitowe pod względem wszechstronności znacznie przewyższają stal nierdzewną. Pod względem stabilności termicznej, ich współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi zaledwie (4-8) × 10⁻⁶/℃, czyli mniej niż połowę tego, co w przypadku stali nierdzewnej (około 17×10⁻⁶/℃), co pozwala na lepsze utrzymanie dokładności pozycjonowania sprzętu detekcyjnego w przypadku wahań temperatury w pomieszczeniu czystym. Wysoki współczynnik tłumienia (współczynnik tłumienia > 0,05) pozwala na szybkie tłumienie drgań sprzętu i zapobiega drganiom sondy detekcyjnej. Naturalna odporność na korozję pozwala zachować stabilność nawet w przypadku narażenia na rozpuszczalniki fotorezystowe, gazy trawiące i inne substancje chemiczne, bez konieczności stosowania dodatkowej powłoki ochronnej.
Platformy granitowe są obecnie szeroko stosowane w zaawansowanych zakładach produkcji płytek półprzewodnikowych. Dane pokazują, że po ich wdrożeniu wskaźnik błędnych ocen w detekcji cząstek powierzchniowych płytek zmniejszył się o 60%, cykl kalibracji urządzeń został wydłużony trzykrotnie, a całkowity koszt produkcji spadł o 25%. Wraz z dążeniem przemysłu półprzewodnikowego do wyższej precyzji, platformy granitowe, dzięki swoim kluczowym zaletom, takim jak zerowe uwalnianie jonów metali i niskie zanieczyszczenie cząsteczkami, będą nadal zapewniać stabilne i niezawodne wsparcie w inspekcji płytek półprzewodnikowych, stając się ważnym czynnikiem napędzającym rozwój branży.
Czas publikacji: 20-05-2025