В сфере производства полупроводников чистота чистых помещений напрямую влияет на выход годных пластин и производительность чипов. Все пять крупнейших в мире заводов по производству пластин отказались от традиционного чугуна и перешли на гранитные платформы. В основе этой трансформации лежит стремление к созданию экологически чистых помещений с нулевым уровнем загрязнения. Гранитные платформы, обладающие уникальными характеристиками, продемонстрировали непревзойденные преимущества в чистых помещениях и стали новым фаворитом на заводах по производству пластин.
«Фатальный дефект» чугунных материалов в чистых помещениях
Чугун, как традиционный промышленный материал, когда-то обладал определёнными преимуществами в плане механических свойств, но в условиях чистых помещений для полупроводников он создаёт множество проблем. Во-первых, микроструктура поверхности чугуна неплотная, с большим количеством пор и мельчайших трещин, невидимых невооружённым глазом. В процессе ежедневной эксплуатации чистых помещений эти поры чрезвычайно склонны к адсорбции пыли, масляных пятен и различных химических загрязнителей, становясь местами укрытия источников загрязнения. Накапливаясь во время точных операций по изготовлению пластин, загрязнения могут отваливаться и прилипать к поверхности пластины, вызывая серьёзные проблемы с качеством, такие как короткие замыкания и обрывы цепей в кристалле.
Во-вторых, чугун обладает относительно низкой химической стабильностью. В процессе производства пластин используются различные коррозионные химические реагенты, такие как плавиковая и серная кислоты. Чугун подвержен окислению и коррозии под воздействием этих химических веществ. Ржавчина и ионы металлов, образующиеся в результате коррозии, не только загрязняют среду чистого помещения, но и могут вступать в химические реакции с материалами на поверхности пластин, ухудшая их физические и химические свойства и значительно снижая выход готовой продукции.
Гранитные платформы обладают свойством «нулевого загрязнения»
Причина, по которой гранитные платформы пользуются популярностью у пяти крупнейших мировых заводов по производству пластин, заключается в их изначальной «нулевой загрязняющей способности». Гранит – это природный камень, образовавшийся в результате геологических процессов на протяжении сотен миллионов лет. Его внутренние минеральные кристаллы плотно кристаллизованы, структура плотная и однородная, а на поверхности практически нет пор. Эта уникальная структура гарантирует отсутствие адсорбции пыли и загрязнений. Даже при частых нарушениях циркуляции воздуха и работе персонала и оборудования в чистом помещении поверхность гранитной платформы остается чистой, предотвращая размножение и распространение загрязнений.
С точки зрения химической стабильности гранит демонстрирует исключительные характеристики. Его основными компонентами являются такие минералы, как кварц и полевой шпат. Он обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами и практически не реагирует с распространёнными химическими реагентами. В сложной химической среде производства пластин гранитные платформы легко выдерживают воздействие различных коррозионных реагентов, не образуя продуктов коррозии и не загрязняя окружающую среду ионами металлов, обеспечивая безопасную и чистую основу для производства пластин. Кроме того, гранит не проводит ток и не накапливает статическое электричество, что исключает риск загрязнения, вызванного адсорбцией пыли статическим электричеством, и дополнительно обеспечивает экологически чистое состояние чистого помещения.
Выбор материала с точки зрения затрат и выгод
Хотя первоначальная стоимость закупки гранитных платформ относительно выше, чем у чугунных, в долгосрочной перспективе комплексная выгода, которую они приносят, намного превышает разницу в стоимости. Частая очистка и обслуживание чугунных платформ из-за проблем с загрязнением, а также огромные потери, вызванные ростом уровня дефектности продукции, сохраняют общие производственные затраты высокими. Гранитная платформа, благодаря своему преимуществу нулевого загрязнения, значительно снижает частоту очистки и обслуживания в чистой комнате и уровень дефектности продукции, снижает эксплуатационные расходы и повышает эффективность производства и качество продукции. Возьмем в качестве примера завод с годовой производственной мощностью один миллион пластин. После внедрения гранитных платформ он может сократить потери, вызванные загрязнением, более чем на десять миллионов юаней в год, а окупаемость инвестиций весьма значительна.
Пять крупнейших мировых заводов по производству пластин отказались от чугуна и выбрали гранитные платформы, учитывая всестороннее рассмотрение требований к чистоте помещений и эффективности производства. Преимущество гранитных платформ в отсутствии загрязнения окружающей среды обеспечивает надежную гарантию производства пластин и способствует повышению точности и производительности полупроводникового производства. В связи с непрерывным развитием полупроводниковых технологий гранитные платформы, несомненно, будут играть все более важную роль в будущем производстве пластин.
Время публикации: 14 мая 2025 г.