Trong quá trình ngành công nghiệp bán dẫn chuyển sang quy trình sản xuất nano, việc cắt wafer, một mắt xích quan trọng trong sản xuất chip, có những yêu cầu cực kỳ khắt khe về độ ổn định của thiết bị. Đế đá granit, với khả năng chống rung và ổn định nhiệt vượt trội, đã trở thành thành phần cốt lõi của thiết bị cắt wafer, mang lại sự đảm bảo đáng tin cậy cho việc đạt được độ chính xác và hiệu suất xử lý wafer cao.
Đặc tính giảm chấn và chống rung cao: Bảo vệ độ chính xác cắt ở cấp độ nano
Khi thiết bị cắt wafer hoạt động, tốc độ quay cao của trục chính, độ rung tần số cao của dụng cụ cắt và độ rung môi trường do thiết bị xung quanh tạo ra đều ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác cắt. Hiệu suất giảm chấn của đế kim loại truyền thống bị hạn chế, khiến việc giảm rung động nhanh chóng trở nên khó khăn, dẫn đến dao động ở cấp độ micron của dụng cụ cắt và trực tiếp gây ra các khuyết tật như sứt mẻ cạnh và nứt trên wafer. Đặc tính giảm chấn cao của đế đá granit đã giải quyết cơ bản vấn đề này.
Các tinh thể khoáng bên trong của đá granit được đan xen chặt chẽ, tạo thành cấu trúc tản nhiệt năng lượng tự nhiên. Khi rung động được truyền đến đế, cấu trúc vi mô bên trong của nó có thể nhanh chóng chuyển đổi năng lượng rung động thành năng lượng nhiệt, đạt được hiệu quả giảm rung động. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy trong cùng một môi trường rung động, đế đá granit có thể làm giảm biên độ rung động hơn 90% trong vòng 0,5 giây, trong khi đế kim loại cần từ 3 đến 5 giây. Hiệu suất giảm chấn vượt trội này đảm bảo rằng dụng cụ cắt vẫn ổn định trong quá trình cắt ở cấp độ nano, đảm bảo cạnh cắt wafer mịn và giảm hiệu quả tốc độ cắt. Ví dụ, trong quy trình cắt wafer 5nm, thiết bị có đế đá granit có thể kiểm soát kích thước cắt trong vòng 10μm, cao hơn 40% so với thiết bị có đế kim loại.
Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp: Chịu được ảnh hưởng của biến động nhiệt độ
Trong quá trình cắt wafer, nhiệt sinh ra do ma sát của dụng cụ cắt, nhiệt tỏa ra từ quá trình vận hành lâu dài của thiết bị và sự thay đổi nhiệt độ môi trường xưởng đều có thể gây ra biến dạng nhiệt cho các linh kiện thiết bị. Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu kim loại tương đối cao (khoảng 12×10⁻⁶/℃). Khi nhiệt độ dao động 5℃, một đế kim loại dài 1 mét có thể bị biến dạng 60μm, khiến vị trí cắt bị dịch chuyển và ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác cắt.
Hệ số giãn nở nhiệt của đế đá granit chỉ là (4-8) ×10⁻⁶/℃, nhỏ hơn một phần ba so với vật liệu kim loại. Trong cùng một sự thay đổi nhiệt độ, sự thay đổi kích thước của nó gần như có thể bị bỏ qua. Dữ liệu đo được của một doanh nghiệp sản xuất chất bán dẫn cho thấy trong quá trình cắt wafer cường độ cao liên tục trong 8 giờ, khi nhiệt độ môi trường dao động 10℃, độ lệch vị trí cắt của thiết bị có đế đá granit nhỏ hơn 20μm, trong khi độ lệch của thiết bị có đế kim loại vượt quá 60μm. Hiệu suất nhiệt ổn định này đảm bảo rằng vị trí tương đối giữa dụng cụ cắt và wafer luôn chính xác. Ngay cả khi hoạt động liên tục trong thời gian dài hoặc nhiệt độ môi trường thay đổi mạnh, độ chính xác cắt vẫn có thể được duy trì.
Độ cứng và khả năng chống mài mòn: Đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định lâu dài
Ngoài những ưu điểm về khả năng chống rung và ổn định nhiệt, độ cứng và khả năng chống mài mòn cao của đế đá granit càng làm tăng thêm độ tin cậy của thiết bị cắt wafer. Đá granit có độ cứng từ 6 đến 7 trên thang Mohs và cường độ nén vượt quá 120MPa. Nó có thể chịu được áp lực và lực va đập cực lớn trong quá trình cắt mà không dễ bị biến dạng. Đồng thời, cấu trúc đặc chắc của nó mang lại khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Ngay cả trong quá trình cắt thường xuyên, bề mặt đế đá granit cũng không dễ bị mài mòn, đảm bảo thiết bị duy trì hoạt động chính xác cao trong thời gian dài.
Trong ứng dụng thực tế, nhiều doanh nghiệp sản xuất wafer đã cải thiện đáng kể năng suất sản phẩm và hiệu quả sản xuất bằng cách áp dụng thiết bị cắt đế đá granit. Dữ liệu từ một nhà máy đúc hàng đầu thế giới cho thấy sau khi áp dụng thiết bị cắt đế đá granit, năng suất cắt wafer đã tăng từ 88% lên hơn 95%, chu kỳ bảo trì thiết bị được kéo dài gấp ba lần, giúp giảm chi phí sản xuất hiệu quả và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Tóm lại, với khả năng chống rung, ổn định nhiệt, độ cứng và chống mài mòn tuyệt vời, đế đá granit mang lại hiệu suất toàn diện cho thiết bị cắt wafer. Khi công nghệ bán dẫn ngày càng tiến bộ, hướng đến độ chính xác cao hơn, đế đá granit sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong lĩnh vực sản xuất wafer, thúc đẩy sự phát triển đổi mới liên tục của ngành công nghiệp bán dẫn.
Thời gian đăng: 20-05-2025