Op het gebied van inspectie van halfgeleiderwafers is de zuiverheid van de cleanroomomgeving direct gerelateerd aan de productopbrengst. Naarmate de precisie van chipproductieprocessen blijft verbeteren, worden de eisen aan de dragende platforms van detectieapparatuur steeds strenger. Granieten platforms, met hun kenmerken van nul metaalionenuitstoot en lage deeltjesvervuiling, hebben traditionele roestvrijstalen materialen overtroffen en zijn uitgegroeid tot de voorkeursoplossing voor waferinspectieapparatuur.
Graniet is een natuurlijk stollingsgesteente dat voornamelijk bestaat uit niet-metalen mineralen zoals kwarts, veldspaat en mica. Deze eigenschap geeft het het voordeel dat er geen metaalionen vrijkomen. Roestvrij staal daarentegen, een legering van metalen zoals ijzer, chroom en nikkel, is gevoelig voor elektrochemische corrosie aan het oppervlak door de erosie van waterdamp en zure of alkalische gassen in een cleanroomomgeving, wat resulteert in de neerslag van metaalionen zoals Fe²⁺ en Cr³⁺. Zodra deze kleine ionen zich aan het oppervlak van de wafer hechten, zullen ze de elektrische eigenschappen van het halfgeleidermateriaal veranderen in daaropvolgende processen zoals fotolithografie en etsen, drempelspanningsdrift van de transistor veroorzaken en zelfs kortsluiting in het circuit veroorzaken. Testgegevens van professionele instituten tonen aan dat na continue blootstelling van het granieten platform aan een gesimuleerde cleanroomtemperatuur en -vochtigheid (23 ± 0,5 °C, 45% ± 5% RV) gedurende 1000 uur, de vrijgave van metaalionen lager was dan de detectielimiet (< 0,1 ppb). Het defectpercentage van wafers als gevolg van metaalionverontreiniging bij gebruik van roestvrijstalen platformen kan oplopen tot 15% tot 20%.
Granieten platformen presteren ook uitzonderlijk goed op het gebied van deeltjesverontreinigingsbeheersing. Cleanrooms stellen extreem hoge eisen aan de concentratie zwevende deeltjes in de lucht. In cleanrooms van ISO-klasse 1 is het toegestane aantal deeltjes van 0,1 μm per kubieke meter bijvoorbeeld niet hoger dan 10. Zelfs als het roestvrijstalen platform een polijstbehandeling heeft ondergaan, kan het nog steeds metaalresten of oxideaanslag produceren door externe krachten, zoals trillingen van de apparatuur en handelingen van personeel, die het optische detectiepad kunnen verstoren of het oppervlak van de wafer kunnen krassen. Granieten platformen, met hun dichte minerale structuur (dichtheid ≥ 2,7 g/cm³) en hoge hardheid (6-7 op de schaal van Mohs), zijn niet gevoelig voor slijtage of breuk bij langdurig gebruik. Uit metingen blijkt dat ze de concentratie zwevende deeltjes in de lucht van de detectieapparatuur met meer dan 40% kunnen verminderen in vergelijking met roestvrijstalen platformen, waardoor de normen voor cleanroomkwaliteit effectief worden gehandhaafd.
Naast de schone eigenschappen overtreffen de algehele prestaties van granieten platforms die van roestvrij staal ruimschoots. Qua thermische stabiliteit bedraagt de thermische uitzettingscoëfficiënt slechts (4-8) × 10⁻⁶/℃, minder dan de helft van die van roestvrij staal (ongeveer 17 × 10⁻⁶/℃), waardoor de positioneringsnauwkeurigheid van de detectieapparatuur beter behouden blijft bij schommelingen in de temperatuur in de cleanroom. De hoge dempingskarakteristiek (dempingsverhouding > 0,05) kan de trillingen van de apparatuur snel dempen en trillingen van de detectiesonde voorkomen. De natuurlijke corrosiebestendigheid zorgt ervoor dat het platform stabiel blijft, zelfs bij blootstelling aan fotoresistoplosmiddelen, etsgassen en andere chemicaliën, zonder dat extra coating nodig is.
Momenteel worden granieten platformen veel gebruikt in geavanceerde waferproductiefabrieken. Gegevens tonen aan dat na de implementatie van het granieten platform het percentage foutieve inschattingen bij de detectie van waferoppervlakdeeltjes met 60% is afgenomen, de kalibratiecyclus van de apparatuur met een factor drie is verlengd en de totale productiekosten met 25% zijn gedaald. Naarmate de halfgeleiderindustrie zich richt op hogere precisie, zullen granieten platformen, met hun belangrijkste voordelen zoals nul metaalionenuitstoot en lage deeltjesvervuiling, stabiele en betrouwbare ondersteuning blijven bieden voor waferinspectie en een belangrijke drijvende kracht worden achter de vooruitgang in de industrie.
Geplaatst op: 20 mei 2025