In de "superfabriek" van de chipproductie bevat elke wafer ter grootte van een vingernagel nauwkeurige circuits, en de sleutel tot het bepalen of deze circuits nauwkeurig gevormd kunnen worden, is eigenlijk verborgen in een onopvallende steen: graniet. Laten we het vandaag hebben over het "geheime wapen" van graniet: zijn dempingsvermogen, en hoe het de "beschermengel" wordt van waferscanapparatuur.
Wat is demping? Kunnen stenen ook trillingen absorberen?
Demping klinkt professioneel, maar in feite is het principe heel eenvoudig. Stel je voor dat je tijdens het hardlopen plotseling stopt. Zonder demping schiet je lichaam door de traagheid naar voren. En demping is als een onzichtbare hand die je helpt om snel te "remmen". De interne structuur van graniet bestaat uit verweven minerale kristallen zoals kwarts en veldspaat, en er zitten talloze kleine spleten en wrijvingspunten tussen deze kristallen. Wanneer externe trillingen op het graniet worden overgebracht, beginnen deze spleten en wrijvingspunten te "werken", waarbij de energie van de trillingen wordt omgezet in warmte-energie en geleidelijk wordt afgevoerd, waardoor de trillingen snel stoppen. Dit is vergelijkbaar met het installeren van een "superschokdemper" op het apparaat, waardoor het niet langer "handen schudt".
Waferscanning: een kleine fout kan leiden tot een grote fout
Waferscanapparaten zijn vergelijkbaar met precisiecamera's die wafers "foto's" maken en circuitpatronen op nanoschaal detecteren en tekenen. Tijdens de werking van de apparatuur genereren de rotatie van de motor en de beweging van mechanische componenten echter beide hoogfrequente trillingen. Als deze trillingen niet worden gecontroleerd, zal de scanlens "wazig" worden als een onstabiele camera, wat resulteert in onnauwkeurige detectiegegevens en zelfs tot het direct vernietigen van de hele wafer.
Wanneer een gewone metalen ondergrond trillingen ondervindt, komt het vaak hard tegen hard aan. De trillingen worden heen en weer gereflecteerd in het metaal, waardoor de trillingen steeds heviger worden. Graniet, met zijn uitstekende dempingsvermogen, kan meer dan 80% van de trillingsenergie absorberen. Een praktijkvoorbeeld van een bepaalde halfgeleiderfabriek laat zien dat vóór vervanging van de granieten ondergrond de randen van de waferbeelden die door de scanapparatuur werden gemaakt, wazig waren, met een afwijking tot wel ±3 μm. Na de overstap naar een granieten ondergrond was de beeldhelderheid aanzienlijk verbeterd, de afwijking werd teruggebracht tot ±0,5 μm en de opbrengst steeg van 82% naar 96%!
Resonantiecrisis: hoe kan graniet het gevaar ‘onschadelijk maken’?
Naast de trillingen van de apparatuur zelf, kunnen kleine trillingen van buitenaf (zoals de werking van machines naast de deur of de voetstappen van werknemers) ook grote problemen veroorzaken. Wanneer de frequentie van de externe trillingen overeenkomt met de frequentie van de apparatuur zelf, treedt er resonantie op, net als bij het schudden van gelei: hoe groter de amplitude, hoe meer je schudt. De dempende eigenschappen van graniet zijn vergelijkbaar met het plaatsen van "geluidsdichte oordopjes" op de apparatuur, waardoor het resonantiefrequentiebereik van de apparatuur wordt vergroot en de kans kleiner wordt dat deze synchroon loopt met de buitenwereld. Gegevens tonen aan dat na gebruik van de granieten basis het risico op resonantie van de apparatuur met 95% is verminderd en de stabiliteit met een factor drie is verbeterd!
De verlichting van 'demping' in het leven
Sterker nog, het principe van demping is ook heel gebruikelijk in het dagelijks leven. De schokdempers van een auto zorgen ervoor dat we soepel over hobbelige wegen kunnen rijden, en de ruisonderdrukkende functie van een koptelefoon kan geluid van buitenaf blokkeren. Dit alles zorgt voor stabiliteit door "energie te absorberen". Graniet heeft dit vermogen tot het uiterste doorgevoerd en is een onmisbaar basismateriaal geworden in de chipproductie.
De volgende keer dat u graniet ziet, beschouw het dan niet zomaar als een gewone steen! In de geavanceerde wereld van de halfgeleiderproductie zijn het juist deze ogenschijnlijk alledaagse materialen die met hun unieke "superkrachten" de technologie continu vooruithelpen.
Plaatsingstijd: 17 juni 2025