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 suporte dos equipamentos de detecção tornam-se cada vez mais rigorosos. As plataformas de granito, com suas características de zero liberação 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 confere-lhe a vantagem de não liberar íons metálicos. Em contraste, o aço inoxidável, por ser uma liga de metais como ferro, cromo e níquel, é propenso à corrosão eletroquímica em sua superfície devido à erosão causada pelo vapor de água e gases ácidos ou alcalinos em ambientes de salas limpas, resultando na precipitação de íons metálicos como Fe²⁺ e Cr³⁺. Uma vez que esses minúsculos íons se aderem à superfície do wafer, eles alteram as propriedades elétricas do material semicondutor em processos subsequentes, como fotolitografia e corrosão, causando deriva da tensão de limiar do transistor e até mesmo levando a curtos-circuitos no circuito. Dados de testes de instituições profissionais mostram que, após a plataforma de granito ser exposta continuamente a um ambiente simulado de sala limpa com temperatura e umidade controladas (23 ± 0,5 °C, 45% ± 5% UR) por 1000 horas, a liberação de íons metálicos foi inferior ao limite de detecção (< 0,1 ppb). A taxa de defeitos em wafers causada pela contaminação por íons metálicos, quando se utilizam plataformas de aço inoxidável, pode chegar a 15% a 20%.
Em termos de controle de contaminação por partículas, as plataformas de granito também apresentam desempenho excepcional. As salas limpas têm requisitos extremamente rigorosos quanto à concentração de partículas em suspensão no ar. Por exemplo, em salas limpas de classe ISO 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, ainda pode haver desprendimento de detritos metálicos ou descamação de óxido devido a forças externas, como vibração do equipamento e operação por pessoal, o que pode interferir no caminho óptico de detecção ou arranhar a superfície do wafer. As plataformas de granito, com sua estrutura mineral densa (densidade ≥ 2,7 g/cm³) e alta dureza (6-7 na escala de Mohs), não são propensas a desgaste ou quebra durante o uso prolongado. Medições mostram que elas podem reduzir a concentração de partículas em suspensão no ar da área do equipamento de detecção em mais de 40% em comparação com as plataformas de aço inoxidável, mantendo efetivamente os padrões de sala limpa.
Além de suas características de limpeza, o desempenho geral das plataformas de granito também supera em muito o do aço inoxidável. Em termos de estabilidade térmica, seu coeficiente de expansão térmica é de apenas (4-8) ×10⁻⁶/℃, menos da metade do do aço inoxidável (cerca de 17×10⁻⁶/℃), o que permite manter melhor a precisão de posicionamento do equipamento de detecção quando a temperatura na sala limpa flutua. A alta capacidade de amortecimento (taxa de amortecimento > 0,05) atenua rapidamente a vibração do equipamento e impede que a sonda de detecção se desloque. Sua resistência natural à corrosão permite que permaneça estável mesmo quando exposta a solventes de fotorresistentes, gases de corrosão e outros produtos químicos, sem a necessidade de revestimento protetor adicional.
Atualmente, as plataformas de granito são amplamente utilizadas em fábricas de wafers de última geração. Os dados mostram que, após a adoção da plataforma de granito, a taxa de erros na detecção de partículas na superfície do wafer diminuiu em 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 níveis de precisão cada vez maiores, as plataformas de granito, com suas principais vantagens, como a ausência de emissão de íons metálicos e a baixa contaminação por partículas, continuarão a fornecer suporte estável e confiável para a inspeção de wafers, tornando-se uma importante força motriz para o progresso do setor.
Data de publicação: 20 de maio de 2025