A félvezetőgyártás területén a chipek minőségét és hozamát a chipek lapkavizsgáló berendezéseinek pontossága közvetlenül meghatározza. A magdetektor komponenseit alátámasztó alapként a berendezés alapanyagának méretstabilitása kulcsfontosságú szerepet játszik a berendezés hosszú távú működési teljesítményében. A gránit és az öntöttvas két gyakran használt alapanyag a chipvizsgáló berendezésekhez. Egy 10 éves összehasonlító vizsgálat feltárta a méretstabilitás tekintetében fennálló jelentős különbségeket közöttük, ami fontos referenciákat nyújt a berendezések kiválasztásához.
Kísérleti háttér és tervezés
A félvezető ostyák gyártási folyamata rendkívül magas követelményeket támaszt az érzékelési pontossággal szemben. Már egy mikrométeres méretű méretbeli eltérés is a chip teljesítményének romlásához vagy akár selejthez vezethet. A gránit és az öntöttvas hosszú távú használat során mutatott méretstabilitásának vizsgálatára a kutatócsoport olyan kísérleteket tervezett, amelyek valós munkakörnyezetet szimuláltak. Azonos specifikációjú gránit- és öntöttvas mintákat választottak ki, és egy környezeti kamrába helyezték, ahol a hőmérséklet 15 ℃ és 35 ℃ között, a páratartalom pedig 30% és 70% relatív páratartalom között ingadozott. A berendezés működése során a mechanikai rezgést egy vibrációs asztal segítségével szimulálták. A minták fő méreteit negyedévente mérték nagy pontosságú lézerinterferométerrel, és az adatokat 10 éven keresztül folyamatosan rögzítették.
Kísérleti eredmény: A gránit abszolút előnye
Tíz év kísérleti adatai azt mutatják, hogy a gránit hordozóanyag lenyűgöző stabilitást mutat. Hőtágulási együtthatója rendkívül alacsony, átlagosan mindössze 4,6×10⁻⁶/℃. Drasztikus hőmérsékletváltozások esetén a méretbeli eltérés mindig ±0,001 mm-en belül van. A páratartalom változásával szemben a gránit sűrű szerkezete szinte változatlanná teszi, és nem történnek mérhető méretváltozások. Mechanikai rezgési környezetben a gránit kiváló csillapítási tulajdonságai hatékonyan elnyelik a rezgési energiát, és a méretbeli ingadozás rendkívül kicsi.
Ezzel szemben az öntöttvas hordozó átlagos hőtágulási együtthatója eléri a 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃ értéket, és a hőmérsékletváltozás okozta maximális méretbeli eltérés 10 éven belül ±0,05 mm. Nedves környezetben az öntöttvas hajlamos a rozsdásodásra és a korrózióra. Egyes minták lokális deformációt mutatnak, és a méretbeli eltérés tovább növekszik. Mechanikai rezgés hatására az öntöttvas gyenge rezgéscsillapító teljesítményt mutat, és mérete gyakran ingadozik, ami megnehezíti a lapkavizsgálat nagy pontosságú követelményeinek teljesítését.
A stabilitásbeli különbség lényegi oka
A gránit több százmillió év alatt, geológiai folyamatok révén alakult ki. Belső szerkezete sűrű és egyenletes, az ásványi kristályok stabilan elrendeződtek, így természetes módon kiküszöbölik a belső feszültséget. Ez rendkívül érzéketlenné teszi a külső tényezők, például a hőmérséklet, a páratartalom és a rezgés változásaira. Az öntöttvas öntési eljárással készül, és mikroszkopikus hibákkal, például pórusokkal és homoklyukakkal rendelkezik. Eközben az öntési folyamat során keletkező maradék feszültség hajlamos méretváltozásokat okozni a külső környezet hatására. Az öntöttvas fémes tulajdonságai miatt a páratartalom miatt hajlamos a rozsdásodásra, ami felgyorsítja a szerkezeti károsodást és csökkenti a méretstabilitást.
A wafer vizsgáló berendezésekre gyakorolt hatás
A gránit hordozón alapuló szeletvizsgáló berendezések stabil méretstabilitásukkal biztosítják, hogy az ellenőrző rendszer hosszú ideig nagy pontosságot tartson fenn, csökkentse a berendezés pontosságának eltéréséből adódó téves megítélést és a hibás észlelést, valamint jelentősen javítsa a termékhozamot. Eközben az alacsony karbantartási igény csökkenti a berendezés teljes életciklus-költségeit. Az öntöttvas hordozókat használó berendezések a rossz méretstabilitás miatt gyakori kalibrálást és karbantartást igényelnek. Ez nemcsak növeli az üzemeltetési költségeket, hanem a nem megfelelő pontosság miatt a félvezetőgyártás minőségét is befolyásolhatja, ami potenciális gazdasági veszteségeket okozhat.
A félvezetőipar nagyobb pontosságra és jobb minőségre való törekvésének trendje szerint a gránit kiválasztása az ostyavizsgáló berendezések alapanyagaként kétségtelenül bölcs lépés a berendezések teljesítményének biztosítása és a vállalkozások versenyképességének növelése érdekében.
Közzététel ideje: 2025. május 14.