Na área de inspeção de wafers semicondutores, a pureza do ambiente da sala limpa está diretamente relacionada ao rendimento do produto. À medida que a precisão dos processos de fabricação de chips continua a melhorar, os requisitos para as plataformas de transporte dos equipamentos de detecção estão se tornando cada vez mais rigorosos. Plataformas de granito, com suas características de liberação zero de íons metálicos e baixa poluição por partículas, superaram os materiais tradicionais de aço inoxidável e se tornaram a solução preferida para equipamentos de inspeção de wafers.
O granito é uma rocha ígnea natural composta principalmente por minerais não metálicos, como quartzo, feldspato e mica. Essa característica lhe confere a vantagem de não liberar íons metálicos. Em contraste, o aço inoxidável, como uma liga de metais como ferro, cromo e níquel, é propenso à corrosão eletroquímica em sua superfície devido à erosão do vapor d'água e gases ácidos ou alcalinos em um ambiente de sala limpa, resultando na precipitação de íons metálicos como Fe²⁺ e Cr³⁺. Uma vez que esses minúsculos íons se ligam à superfície da pastilha, eles alteram as propriedades elétricas do material semicondutor em processos subsequentes, como fotolitografia e corrosão, causam desvio da tensão de limiar do transistor e até mesmo levam a curtos-circuitos no circuito. Dados de testes de instituições profissionais mostram que, após a plataforma de granito ser continuamente exposta a um ambiente simulado de temperatura e umidade ambiente limpo (23 ± 0,5 ℃, 45% ± 5% UR) por 1.000 horas, a liberação de íons metálicos foi inferior ao limite de detecção (< 0,1 ppb). A taxa de defeitos em wafers causados pela contaminação por íons metálicos ao utilizar plataformas de aço inoxidável pode chegar a 15% a 20%.
Em termos de controle de contaminação por partículas, as plataformas de granito também apresentam um desempenho excepcional. Salas limpas têm requisitos extremamente altos para a concentração de partículas suspensas no ar. Por exemplo, em salas limpas ISO Classe 1, o número de partículas de 0,1 μm permitido por metro cúbico não excede 10. Mesmo que a plataforma de aço inoxidável tenha passado por tratamento de polimento, ela ainda pode produzir detritos metálicos ou descamação de incrustações de óxido devido a forças externas, como vibração do equipamento e operação do pessoal, que podem interferir no caminho óptico de detecção ou arranhar a superfície do wafer. Plataformas de granito, com sua densa estrutura mineral (densidade ≥ 2,7 g/cm³) e alta dureza (6-7 na escala de Mohs), não são propensas a desgaste ou quebra durante o uso a longo prazo. As medições mostram que elas podem reduzir a concentração de partículas suspensas no ar da área do equipamento de detecção em mais de 40% em comparação com plataformas de aço inoxidável, mantendo efetivamente os padrões de qualidade de sala limpa.
Além de suas características de limpeza, o desempenho abrangente das plataformas de granito também excede em muito o do aço inoxidável. Em termos de estabilidade térmica, seu coeficiente de expansão térmica é de apenas (4-8) ×10⁻⁶/°C, menos da metade do do aço inoxidável (cerca de 17 ×10⁻⁶/°C), o que pode manter melhor a precisão de posicionamento do equipamento de detecção quando a temperatura na sala limpa flutua. A alta característica de amortecimento (taxa de amortecimento > 0,05) pode atenuar rapidamente a vibração do equipamento e evitar que a sonda de detecção trema. Sua resistência natural à corrosão permite que permaneça estável mesmo quando exposta a solventes fotorresistentes, gases de corrosão e outros produtos químicos, sem a necessidade de proteção adicional de revestimento.
Atualmente, plataformas de granito são amplamente utilizadas em plantas avançadas de fabricação de wafers. Dados mostram que, após a adoção da plataforma de granito, a taxa de erros de julgamento na detecção de partículas na superfície do wafer diminuiu 60%, o ciclo de calibração do equipamento foi triplicado e o custo total de produção caiu 25%. À medida que a indústria de semicondutores avança em direção a uma maior precisão, as plataformas de granito, com suas principais vantagens, como liberação zero de íons metálicos e baixa poluição por partículas, continuarão a fornecer suporte estável e confiável para a inspeção de wafers, tornando-se uma importante força motriz para o progresso da indústria.
Data de publicação: 20 de maio de 2025