Trong lĩnh vực sản xuất chất bán dẫn, độ sạch của môi trường phòng sạch ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sản xuất wafer và hiệu suất của chip. 5 nhà máy sản xuất wafer hàng đầu thế giới đều đã loại bỏ vật liệu gang đúc truyền thống và chuyển sang sử dụng bệ đá granit. Đằng sau sự chuyển đổi này là mục tiêu cuối cùng hướng đến một môi trường không ô nhiễm trong phòng sạch. Với những đặc tính riêng, bệ đá granit đã chứng minh được những lợi thế vượt trội trong phòng sạch và trở thành lựa chọn ưa thích mới của các nhà máy sản xuất wafer.
"Khuyết điểm chết người" của vật liệu gang trong phòng sạch
Gang, là một vật liệu công nghiệp truyền thống, trước đây có những ưu điểm nhất định về tính chất cơ học, nhưng lại gặp nhiều vấn đề trong môi trường phòng sạch bán dẫn. Thứ nhất, cấu trúc vi mô bề mặt của gang không đặc, có nhiều lỗ rỗng và vết nứt nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Trong quá trình vận hành phòng sạch hàng ngày, các lỗ rỗng này rất dễ hấp thụ bụi, vết dầu và các chất ô nhiễm hóa học khác nhau, trở thành nơi ẩn náu của các nguồn ô nhiễm. Một khi chất gây ô nhiễm tích tụ, trong quá trình sản xuất wafer chính xác, chúng có thể rơi ra và bám vào bề mặt wafer, gây ra các vấn đề nghiêm trọng về chất lượng như đoản mạch và hở mạch trong chip.
Thứ hai, gang có độ ổn định hóa học tương đối kém. Trong quá trình sản xuất wafer, nhiều loại hóa chất ăn mòn như axit flohydric và axit sulfuric được sử dụng. Gang dễ bị oxy hóa và phản ứng ăn mòn dưới tác động của các hóa chất này. Gỉ sét và các ion kim loại sinh ra do ăn mòn không chỉ gây ô nhiễm môi trường phòng sạch mà còn có thể xảy ra phản ứng hóa học với vật liệu trên bề mặt wafer, làm hỏng các tính chất vật lý và hóa học của wafer và làm giảm đáng kể năng suất sản phẩm.
Tính năng "không ô nhiễm" của nền đá granit
Lý do khiến sàn đá granite được 5 nhà máy chế tạo wafer hàng đầu thế giới ưa chuộng nằm ở đặc tính "không ô nhiễm" vốn có của chúng. Đá granite là một loại đá tự nhiên được hình thành qua các quá trình địa chất kéo dài hàng trăm triệu năm. Các tinh thể khoáng chất bên trong được kết tinh chặt chẽ, cấu trúc dày đặc và đồng nhất, và hầu như không có lỗ rỗng trên bề mặt. Cấu trúc độc đáo này đảm bảo rằng nó sẽ không hấp thụ bụi và chất gây ô nhiễm. Ngay cả khi luồng không khí thường xuyên bị nhiễu loạn và các hoạt động của nhân viên và thiết bị trong phòng sạch, bề mặt sàn đá granite vẫn có thể duy trì sự sạch sẽ, ngăn ngừa sự sinh sôi và phát tán của chất gây ô nhiễm.
Về độ ổn định hóa học, đá granit có hiệu suất đặc biệt tốt. Thành phần chính của nó là các khoáng chất như thạch anh và fenspat. Nó có tính chất hóa học cực kỳ ổn định và hầu như không phản ứng với bất kỳ thuốc thử hóa học thông thường nào. Trong môi trường hóa học phức tạp của sản xuất wafer, bệ đá granit có thể dễ dàng xử lý sự ăn mòn của nhiều loại thuốc thử ăn mòn khác nhau mà không tạo ra sản phẩm ăn mòn hoặc ô nhiễm ion kim loại, tạo ra một nền tảng cơ bản an toàn và sạch sẽ cho sản xuất wafer. Đồng thời, đá granit không dẫn điện và không tạo ra tĩnh điện, do đó tránh được nguy cơ ô nhiễm do tĩnh điện hấp thụ các hạt bụi và đảm bảo hơn nữa chất lượng môi trường của phòng sạch.
Lựa chọn vật liệu theo quan điểm chi phí và lợi ích
Mặc dù chi phí mua ban đầu của bệ đá granit tương đối cao hơn bệ đá gang, nhưng về lâu dài, lợi ích toàn diện mà chúng mang lại vượt xa chênh lệch chi phí. Việc vệ sinh và bảo trì bệ đá gang thường xuyên do vấn đề ô nhiễm, cũng như tổn thất lớn do tỷ lệ sản phẩm lỗi tăng lên, đã khiến tổng chi phí sản xuất ở mức cao. Bệ đá granit, với ưu điểm không gây ô nhiễm, giảm đáng kể tần suất vệ sinh và bảo trì trong phòng sạch và tỷ lệ sản phẩm lỗi, giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm. Lấy một nhà máy có công suất sản xuất hàng năm là một triệu tấm wafer làm ví dụ. Sau khi áp dụng bệ đá granit, họ có thể giảm tổn thất do ô nhiễm hơn mười triệu nhân dân tệ mỗi năm và lợi tức đầu tư là rất đáng kể.
5 nhà máy chế tạo wafer hàng đầu thế giới đã từ bỏ gang đúc và lựa chọn bệ đá granit dựa trên việc xem xét toàn diện các yêu cầu về môi trường phòng sạch và hiệu quả sản xuất. Ưu điểm không gây ô nhiễm của bệ đá granit mang lại sự đảm bảo đáng tin cậy cho việc sản xuất wafer và thúc đẩy sản xuất bán dẫn hướng đến độ chính xác cao hơn và năng suất cao hơn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ bán dẫn, bệ đá granit chắc chắn sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong sản xuất wafer trong tương lai.
Thời gian đăng: 14-05-2025