Trong lĩnh vực kiểm tra wafer bán dẫn, độ tinh khiết của môi trường phòng sạch có 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 mang của thiết bị phát hiện ngày càng trở nên nghiêm ngặt hơn. Bệ đá granit, với đặc điểm không giải phóng ion kim loại và ô nhiễm hạt thấp, đã vượt qua các vật liệu thép không gỉ truyền thống và trở thành giải pháp được ưa chuộng cho thiết bị kiểm tra wafer.
Đá granit là một loại đá mácma 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 hơi nước và khí axit hoặc kiềm trong môi trường phòng sạch bị xói mòn, dẫn đến kết tủa các ion kim loại như Fe²⁺ và Cr³⁺. Khi các ion nhỏ này bám vào bề mặt của tấm wafer, chúng sẽ làm 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, 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 vảy oxit bong ra do các lực bên ngoài như rung động của thiết bị và hoạt động của con người, có thể cản trở đường dẫn quang học phát hiện hoặc làm xước bề mặt của tấm wafer. 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 độ phòng sạch.
Ngoài các đặc tính sạch, hiệu suất toàn diện của bệ đá granit cũng vượt xa thép không gỉ. Về độ ổn định nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt của nó chỉ là (4-8) ×10⁻⁶/℃, ít hơn một nửa so với thép không gỉ (khoảng 17×10⁻⁶/℃), có thể duy trì tốt hơn độ chính xác định vị của thiết bị phát hiện khi nhiệt độ trong phòng sạch dao động. Đặc tính giảm chấn cao (tỷ lệ giảm chấn> 0,05) có thể làm giảm nhanh độ rung của thiết bị và ngăn đầu dò phát hiện bị rung. Khả năng chống ăn mòn tự nhiên của nó cho phép nó vẫn ổn định ngay cả khi tiếp xúc với dung môi quang điện, 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 phát hiện hạt bề mặt wafer sai lệch đã giảm 60%, chu kỳ hiệu chuẩn thiết bị được kéo dài gấp ba lần và tổng chi phí sản xuất đã giảm 25%. Khi ngành công nghiệp bán dẫn chuyển sang độ chính xác cao hơn, bệ đá granit với những ưu điểm cốt lõi như không giải phóng ion kim loại và ô nhiễm hạt thấp 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 tiến bộ của ngành.
Thời gian đăng: 20-05-2025