В области инспекции полупроводниковых пластин чистота среды чистого помещения напрямую связана с выходом продукта. Поскольку точность процессов производства чипов продолжает улучшаться, требования к несущим платформам оборудования обнаружения становятся все более строгими. Гранитные платформы с их характеристиками нулевого выброса ионов металлов и низкого загрязнения частицами превзошли традиционные материалы из нержавеющей стали и стали предпочтительным решением для оборудования инспекции пластин.
Гранит — это природная магматическая порода, в основном состоящая из неметаллических минералов, таких как кварц, полевой шпат и слюда. Эта характеристика дает ему преимущество нулевого выделения ионов металлов. Напротив, нержавеющая сталь, как сплав металлов, таких как железо, хром и никель, склонна к электрохимической коррозии на своей поверхности из-за эрозии водяного пара и кислотных или щелочных газов в среде чистого помещения, что приводит к осаждению ионов металлов, таких как Fe²⁺ и Cr³⁺. Как только эти крошечные ионы прикрепляются к поверхности пластины, они изменяют электрические свойства полупроводникового материала в последующих процессах, таких как фотолитография и травление, вызывают дрейф порогового напряжения транзистора и даже приводят к коротким замыканиям в цепи. Данные испытаний профессионального учреждения показывают, что после того, как гранитная платформа непрерывно подвергалась воздействию имитированной температуры и влажности чистой комнаты (23±0,5℃, 45%±5% относительной влажности) в течение 1000 часов, высвобождение ионов металла было ниже предела обнаружения (<0,1ppb). Уровень дефектов пластин, вызванных загрязнением ионами металла при использовании платформ из нержавеющей стали, может достигать 15–20%.
С точки зрения контроля загрязнения частицами гранитные платформы также работают исключительно хорошо. Чистые помещения имеют чрезвычайно высокие требования к концентрации взвешенных частиц в воздухе. Например, в чистых помещениях класса 1 ISO количество частиц размером 0,1 мкм, разрешенных на кубический метр, не превышает 10. Даже если платформа из нержавеющей стали прошла полировку, она все равно может производить металлический мусор или отслаивание оксидной окалины из-за внешних сил, таких как вибрация оборудования и работа персонала, что может помешать оптическому пути обнаружения или поцарапать поверхность пластины. Гранитные платформы с их плотной минеральной структурой (плотность ≥2,7 г/см³) и высокой твердостью (6-7 по шкале Мооса) не подвержены износу или поломке при длительном использовании. Измеренные измерения показывают, что они могут снизить концентрацию взвешенных частиц в воздухе зоны оборудования обнаружения более чем на 40% по сравнению с платформами из нержавеющей стали, эффективно поддерживая стандарты класса чистоты помещения.
В дополнение к своим чистым характеристикам, комплексная производительность гранитных платформ также намного превосходит производительность нержавеющей стали. С точки зрения термостойкости, ее коэффициент теплового расширения составляет всего (4-8) × 10⁻⁶/℃, что меньше половины коэффициента теплового расширения нержавеющей стали (около 17×10⁻⁶/℃), что может лучше поддерживать точность позиционирования оборудования обнаружения при колебаниях температуры в чистом помещении. Высокая характеристика демпфирования (коэффициент демпфирования > 0,05) может быстро ослабить вибрацию оборудования и предотвратить дрожание зонда обнаружения. Его естественная коррозионная стойкость позволяет ему оставаться стабильным даже при воздействии фоторезистивных растворителей, травильных газов и других химикатов без необходимости дополнительной защиты покрытия.
В настоящее время гранитные платформы широко используются на современных заводах по производству пластин. Данные показывают, что после внедрения гранитной платформы уровень ошибочных оценок при обнаружении частиц на поверхности пластины снизился на 60%, цикл калибровки оборудования был увеличен в три раза, а общая стоимость производства снизилась на 25%. Поскольку полупроводниковая промышленность движется к более высокой точности, гранитные платформы с их основными преимуществами, такими как нулевой выброс ионов металла и низкое загрязнение частицами, продолжат обеспечивать стабильную и надежную поддержку для инспекции пластин, становясь важной движущей силой прогресса отрасли.
Время публикации: 20 мая 2025 г.