Trong lĩnh vực kiểm tra wafer bán dẫn, độ tinh khiết của môi trường phòng sạch liên quan trực tiếp đến năng suất sản phẩm. Khi độ chính xác của quy trình sản xuất chip tiếp tục được cải thiện, các yêu cầu đối với bệ đỡ thiết bị phát hiện ngày càng khắt khe hơn. Bệ đỡ bằng đá granit, với đặc tính không giải phóng ion kim loại và ít ô nhiễm hạt, đã vượt qua vật liệu thép không gỉ truyền thống và trở thành giải pháp ưu tiên cho thiết bị kiểm tra wafer.
Đá granit là một loại đá macma tự nhiên chủ yếu bao gồm các khoáng chất phi kim loại như thạch anh, fenspat và mica. Đặc tính này mang lại cho nó lợi thế là không giải phóng ion kim loại. Ngược lại, thép không gỉ, là hợp kim của các kim loại như sắt, crom và niken, dễ bị ăn mòn điện hóa trên bề mặt do sự xói mòn của hơi nước và khí axit hoặc kiềm trong môi trường phòng sạch, dẫn đến sự kết tủa của các ion kim loại như Fe²⁺ và Cr³⁺. Khi các ion nhỏ này bám vào bề mặt của wafer, chúng sẽ thay đổi các tính chất điện của vật liệu bán dẫn trong các quá trình tiếp theo như quang khắc và khắc, gây ra sự trôi điện áp ngưỡng của bóng bán dẫn và thậm chí dẫn đến đoản mạch trong mạch. Dữ liệu thử nghiệm của các tổ chức chuyên nghiệp cho thấy sau khi bệ đá granit liên tục tiếp xúc với môi trường nhiệt độ và độ ẩm mô phỏng phòng sạch (23 ± 0,5 ℃, 45% ± 5% RH) trong 1000 giờ, việc giải phóng các ion kim loại thấp hơn giới hạn phát hiện (< 0,1ppb). Tỷ lệ lỗi của tấm wafer do nhiễm ion kim loại khi sử dụng nền tảng thép không gỉ có thể lên tới 15% đến 20%.
Về mặt kiểm soát ô nhiễm hạt, các bệ đá granit cũng hoạt động cực kỳ tốt. Phòng sạch có yêu cầu cực kỳ cao về nồng độ các hạt lơ lửng trong không khí. Ví dụ, trong phòng sạch ISO Class 1, số lượng hạt 0,1μm được phép trên một mét khối không vượt quá 10. Ngay cả khi bệ thép không gỉ đã trải qua quá trình đánh bóng, nó vẫn có thể tạo ra các mảnh vụn kim loại hoặc bong tróc vảy oxit do các lực bên ngoài như rung động của thiết bị và thao tác của con người, có thể cản trở đường dẫn quang học phát hiện hoặc làm xước bề mặt của wafer. Các bệ đá granit, với cấu trúc khoáng chất dày đặc (mật độ ≥2,7g/cm³) và độ cứng cao (6-7 trên thang Mohs), không dễ bị mài mòn hoặc vỡ trong quá trình sử dụng lâu dài. Các phép đo được thực hiện cho thấy chúng có thể giảm nồng độ các hạt lơ lửng trong không khí của khu vực thiết bị phát hiện hơn 40% so với bệ thép không gỉ, duy trì hiệu quả các tiêu chuẩn cấp phòng sạch.
Ngoài đặc tính sạch sẽ, hiệu suất toàn diện của bệ đá granit cũng vượt trội hơn hẳn so với thép không gỉ. Về độ ổn định nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt của nó chỉ là (4-8) ×10⁻⁶/℃, nhỏ hơn một nửa so với thép không gỉ (khoảng 17×10⁻⁶/℃), có thể duy trì độ chính xác định vị của thiết bị phát hiện tốt hơn khi nhiệt độ trong phòng sạch dao động. Đặc tính giảm chấn cao (tỷ lệ giảm chấn > 0,05) có thể nhanh chóng làm giảm độ rung của thiết bị và ngăn đầu dò phát hiện bị rung lắc. Khả năng chống ăn mòn tự nhiên của nó cho phép nó duy trì sự ổn định ngay cả khi tiếp xúc với dung môi cản quang, khí khắc và các hóa chất khác mà không cần lớp phủ bảo vệ bổ sung.
Hiện nay, bệ đá granit được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất wafer tiên tiến. Dữ liệu cho thấy sau khi áp dụng bệ đá granit, tỷ lệ sai số phát hiện hạt trên bề mặt wafer đã giảm 60%, chu kỳ hiệu chuẩn thiết bị được kéo dài gấp ba lần và tổng chi phí sản xuất giảm 25%. Khi ngành công nghiệp bán dẫn hướng tới độ chính xác cao hơn, bệ đá granit, với những ưu điểm cốt lõi như không giải phóng ion kim loại và ít ô nhiễm hạt, sẽ tiếp tục cung cấp hỗ trợ ổn định và đáng tin cậy cho việc kiểm tra wafer, trở thành động lực quan trọng thúc đẩy sự phát triển của ngành.
Thời gian đăng: 20-05-2025