Por que as 5 maiores fábricas de wafers do mundo abandonaram o ferro fundido? Análise das vantagens de poluição zero das plataformas de granito em ambientes de salas limpas.

Na área de fabricação de semicondutores, a limpeza do ambiente da sala limpa afeta diretamente o rendimento da produção de wafers e o desempenho dos chips. As 5 maiores fábricas de wafers do mundo abandonaram gradualmente os materiais tradicionais de ferro fundido e migraram para plataformas de granito. Por trás dessa transformação está a busca por um ambiente zero poluição em salas limpas. As plataformas de granito, com suas características próprias, demonstraram vantagens incomparáveis ​​em salas limpas e se tornaram as novas favoritas das fábricas de wafers.

O "defeito fatal" dos materiais de ferro fundido em salas limpas
O ferro fundido, como material industrial tradicional, já apresentou certas vantagens em propriedades mecânicas, mas apresenta muitos problemas no ambiente de salas limpas de semicondutores. Em primeiro lugar, a microestrutura da superfície do ferro fundido não é densa, com um grande número de poros e pequenas rachaduras invisíveis a olho nu. Durante a operação diária de salas limpas, esses poros são altamente propensos a adsorver poeira, manchas de óleo e diversos poluentes químicos, tornando-se esconderijos para fontes de poluição. Uma vez que os contaminantes se acumulam, durante as operações precisas de fabricação do wafer, eles podem cair e aderir à superfície do wafer, causando sérios problemas de qualidade, como curtos-circuitos e circuitos abertos no chip.
Em segundo lugar, o ferro fundido apresenta estabilidade química relativamente baixa. Durante o processo de fabricação do wafer, são utilizados diversos reagentes químicos corrosivos, como ácido fluorídrico e ácido sulfúrico. O ferro fundido é propenso a reações de oxidação e corrosão devido à erosão dessas substâncias químicas. A ferrugem e os íons metálicos produzidos pela corrosão não apenas poluem o ambiente da sala limpa, mas também podem sofrer reações químicas com os materiais na superfície do wafer, danificando suas propriedades físicas e químicas e reduzindo significativamente o rendimento do produto.
A característica de “poluição zero” das plataformas de granito
A razão pela qual as plataformas de granito são preferidas pelas 5 maiores fábricas de wafer do mundo reside na sua característica inerente de "poluição zero". O granito é uma pedra natural formada por processos geológicos ao longo de centenas de milhões de anos. Seus cristais minerais internos são cristalizados de forma compacta, a estrutura é densa e uniforme e quase não há poros na superfície. Essa estrutura única garante que ela não adsorva poeira e contaminantes. Mesmo com as frequentes perturbações do fluxo de ar e as atividades de pessoal e equipamentos na sala limpa, a superfície da plataforma de granito permanece limpa, evitando a proliferação e a disseminação de contaminantes.
Em termos de estabilidade química, o granito apresenta um desempenho excepcionalmente bom. Seus principais componentes são minerais como quartzo e feldspato. Possui propriedades químicas extremamente estáveis ​​e dificilmente reage com reagentes químicos comuns. No complexo ambiente químico da fabricação de wafers, as plataformas de granito podem lidar com a erosão de diversos reagentes corrosivos com facilidade, sem gerar produtos de corrosão ou poluição por íons metálicos, proporcionando uma plataforma básica segura e limpa para a produção de wafers. Além disso, o granito não é condutor e não gera eletricidade estática, evitando assim o risco de poluição causada pela eletricidade estática que adsorve partículas de poeira, garantindo ainda mais a qualidade ambiental da sala limpa.
Seleção de materiais sob a perspectiva de custo e benefício
Embora o custo inicial de aquisição de plataformas de granito seja relativamente maior do que o de plataformas de ferro fundido, a longo prazo, os benefícios abrangentes que elas trazem excedem em muito a diferença de custo. A limpeza e manutenção frequentes de plataformas de ferro fundido devido a problemas de poluição, bem como as enormes perdas causadas pelo aumento nas taxas de defeitos do produto, mantiveram os custos gerais de produção elevados. A plataforma de granito, com sua vantagem de poluição zero, reduz significativamente a frequência de limpeza e manutenção na sala limpa e a taxa de defeitos dos produtos, reduz os custos operacionais e melhora a eficiência da produção e a qualidade do produto. Tomemos como exemplo uma fábrica com capacidade de produção anual de um milhão de wafers. Após a adoção de plataformas de granito, as perdas causadas pela poluição podem ser reduzidas em mais de dez milhões de yuans a cada ano, e o retorno sobre o investimento é muito considerável.
As 5 maiores fábricas de wafer do mundo abandonaram o ferro fundido e optaram por plataformas de granito, considerando integralmente os requisitos para ambientes de salas limpas e a eficiência da produção. A vantagem de poluição zero das plataformas de granito proporciona uma garantia confiável para a produção de wafers e impulsiona a fabricação de semicondutores rumo a maior precisão e maiores taxas de rendimento. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de semicondutores, as plataformas de granito certamente desempenharão um papel cada vez mais importante na futura fabricação de wafers.