,
Dalam bidang pembuatan semikonduktor, ketepatan peralatan pemeriksaan wafer secara langsung menentukan kualiti dan hasil cip. Sebagai asas yang menyokong komponen pengesanan teras, kestabilan dimensi bahan asas peralatan memainkan peranan penting dalam prestasi operasi jangka panjang peralatan. Granit dan besi tuang adalah dua bahan asas yang biasa digunakan untuk peralatan pemeriksaan wafer. Kajian perbandingan 10 tahun telah mendedahkan perbezaan ketara antara mereka dari segi kestabilan dimensi, memberikan rujukan penting untuk pemilihan peralatan. ,
Latar Belakang Eksperimen dan Reka Bentuk
Proses pengeluaran wafer semikonduktor mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk ketepatan pengesanan. Malah sisihan dimensi peringkat mikrometer boleh menyebabkan penurunan dalam prestasi cip atau malah pengikisan. Untuk meneroka kestabilan dimensi granit dan besi tuang semasa penggunaan jangka panjang, pasukan penyelidik mereka bentuk eksperimen yang mensimulasikan persekitaran kerja sebenar. Sampel granit dan besi tuang dengan spesifikasi yang sama telah dipilih dan diletakkan di dalam ruang persekitaran di mana suhu turun naik dari 15 ℃ hingga 35 ℃ dan kelembapan turun naik dari 30% hingga 70% RH. Getaran mekanikal semasa pengendalian peralatan telah disimulasikan melalui jadual getaran. Dimensi utama sampel diukur setiap suku tahun menggunakan interferometer laser berketepatan tinggi, dan data direkodkan secara berterusan selama 10 tahun. ,
Keputusan eksperimen: Kelebihan mutlak granit
Sepuluh tahun data eksperimen menunjukkan bahawa substrat granit mempamerkan kestabilan yang menakjubkan. Pekali pengembangan termanya sangat rendah, dengan purata hanya 4.6×10⁻⁶/℃. Di bawah perubahan suhu yang drastik, sisihan dimensi sentiasa dikawal dalam lingkungan ±0.001mm. Dalam menghadapi perubahan kelembapan, struktur padat granit menjadikannya hampir tidak terjejas, dan tiada perubahan dimensi yang boleh diukur berlaku. Dalam persekitaran getaran mekanikal, ciri-ciri redaman cemerlang granit berkesan menyerap tenaga getaran, dan turun naik dimensi adalah sangat kecil. ,
Sebaliknya, untuk substrat besi tuang, pekali pengembangan haba puratanya mencapai 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, dan sisihan dimensi maksimum yang disebabkan oleh perubahan suhu dalam tempoh 10 tahun ialah ±0.05mm. Dalam persekitaran yang lembap, besi tuang terdedah kepada karat dan kakisan. Sesetengah sampel menunjukkan ubah bentuk setempat, dan sisihan dimensi semakin meningkat. Di bawah tindakan getaran mekanikal, besi tuang mempunyai prestasi redaman getaran yang lemah dan saiznya kerap berubah-ubah, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan ketepatan tinggi pemeriksaan wafer. ,
Sebab penting untuk perbezaan kestabilan
Granit telah terbentuk selama ratusan juta tahun melalui proses geologi. Struktur dalamannya padat dan seragam, dan kristal mineral tersusun secara stabil, menghilangkan tekanan dalaman secara semula jadi. Ini menjadikannya sangat tidak sensitif terhadap perubahan dalam faktor luaran seperti suhu, kelembapan dan getaran. Besi tuang dibuat melalui proses tuangan dan mempunyai kecacatan mikroskopik seperti liang dan lubang pasir di dalamnya. Sementara itu, tegasan sisa yang dijana semasa proses tuangan cenderung menyebabkan perubahan dimensi di bawah rangsangan persekitaran luaran. Sifat logam besi tuang menjadikannya mudah berkarat disebabkan oleh kelembapan, mempercepatkan kerosakan struktur dan mengurangkan kestabilan dimensi. ,
Kesan ke atas peralatan pemeriksaan wafer
Peralatan pemeriksaan wafer berdasarkan substrat granit, dengan prestasi dimensi yang stabil, boleh memastikan bahawa sistem pemeriksaan mengekalkan ketepatan tinggi untuk masa yang lama, mengurangkan salah sangka dan pengesanan yang tidak dijawab disebabkan oleh hanyut ketepatan peralatan, dan meningkatkan hasil produk dengan ketara. Sementara itu, keperluan penyelenggaraan yang rendah mengurangkan kos kitaran hayat penuh peralatan. Peralatan yang menggunakan substrat besi tuang, disebabkan kestabilan dimensi yang lemah, memerlukan penentukuran dan penyelenggaraan yang kerap. Ini bukan sahaja meningkatkan kos operasi tetapi juga boleh menjejaskan kualiti pengeluaran semikonduktor kerana ketepatan yang tidak mencukupi, menyebabkan potensi kerugian ekonomi. ,
Di bawah trend industri semikonduktor mengejar ketepatan yang lebih tinggi dan kualiti yang lebih baik, memilih granit sebagai bahan asas untuk peralatan pemeriksaan wafer sudah pasti merupakan langkah bijak untuk memastikan prestasi peralatan dan meningkatkan daya saing perusahaan. ,
Masa siaran: 14 Mei 2025