Nel campo dell'ispezione dei wafer semiconduttori, la purezza dell'ambiente della camera bianca è direttamente correlata alla resa del prodotto. Con il continuo miglioramento della precisione dei processi di produzione dei chip, i requisiti per le piattaforme di supporto delle apparecchiature di rilevamento stanno diventando sempre più rigorosi. Le piattaforme in granito, con le loro caratteristiche di rilascio nullo di ioni metallici e basso inquinamento da particelle, hanno superato i tradizionali materiali in acciaio inossidabile e sono diventate la soluzione preferita per le apparecchiature di ispezione dei wafer.
Il granito è una roccia ignea naturale composta principalmente da minerali non metallici come quarzo, feldspato e mica. Questa caratteristica gli conferisce il vantaggio di non rilasciare alcun ione metallico. Al contrario, l'acciaio inossidabile, essendo una lega di metalli come ferro, cromo e nichel, è soggetto a corrosione elettrochimica superficiale a causa dell'erosione del vapore acqueo e dei gas acidi o alcalini in ambiente sterile, con conseguente precipitazione di ioni metallici come Fe²⁺ e Cr³⁺. Una volta che questi minuscoli ioni si attaccano alla superficie del wafer, modificano le proprietà elettriche del materiale semiconduttore nei processi successivi come la fotolitografia e l'incisione, causando una deriva della tensione di soglia del transistor e persino cortocircuiti nel circuito. I dati dei test condotti da istituti professionali mostrano che, dopo che la piattaforma in granito è stata esposta ininterrottamente a una temperatura e umidità simulate di una camera bianca (23±0,5°C, 45%±5% di umidità relativa) per 1000 ore, il rilascio di ioni metallici è risultato inferiore al limite di rilevabilità (<0,1 ppb). Il tasso di difettosità dei wafer causato dalla contaminazione da ioni metallici quando si utilizzano piattaforme in acciaio inossidabile può raggiungere il 15-20%.
Anche in termini di controllo della contaminazione da particelle, le piattaforme in granito offrono prestazioni eccezionali. Le camere bianche hanno requisiti estremamente elevati per la concentrazione di particelle sospese nell'aria. Ad esempio, nelle camere bianche di Classe ISO 1, il numero di particelle di 0,1 μm consentite per metro cubo non supera 10. Anche se la piattaforma in acciaio inossidabile è stata sottoposta a trattamento di lucidatura, potrebbe comunque produrre detriti metallici o scaglie di ossido a causa di forze esterne come le vibrazioni delle apparecchiature e l'attività del personale, che possono interferire con il percorso ottico di rilevamento o graffiare la superficie del wafer. Le piattaforme in granito, con la loro densa struttura minerale (densità ≥2,7 g/cm³) e l'elevata durezza (6-7 sulla scala di Mohs), non sono soggette a usura o rotture durante l'uso a lungo termine. Le misurazioni effettuate dimostrano che possono ridurre la concentrazione di particelle sospese nell'aria dell'area delle apparecchiature di rilevamento di oltre il 40% rispetto alle piattaforme in acciaio inossidabile, mantenendo efficacemente gli standard di qualità per camere bianche.
Oltre alle sue caratteristiche di pulizia, le prestazioni complessive delle piattaforme in granito superano di gran lunga quelle dell'acciaio inossidabile. In termini di stabilità termica, il suo coefficiente di dilatazione termica è di sole (4-8) × 10⁻⁶/℃, meno della metà di quello dell'acciaio inossidabile (circa 17 × 10⁻⁶/℃), il che consente di mantenere meglio la precisione di posizionamento dell'apparecchiatura di rilevamento in caso di fluttuazioni di temperatura nella camera bianca. L'elevata caratteristica di smorzamento (rapporto di smorzamento > 0,05) può attenuare rapidamente le vibrazioni dell'apparecchiatura e impedire il tremolio della sonda di rilevamento. La sua naturale resistenza alla corrosione gli consente di rimanere stabile anche se esposto a solventi fotoresistenti, gas di incisione e altre sostanze chimiche, senza la necessità di ulteriore rivestimento protettivo.
Attualmente, le piattaforme in granito sono ampiamente utilizzate negli impianti di produzione di wafer avanzati. I dati mostrano che, dopo l'adozione della piattaforma in granito, il tasso di errori di valutazione nel rilevamento delle particelle superficiali dei wafer è diminuito del 60%, il ciclo di calibrazione delle apparecchiature è stato triplicato e i costi di produzione complessivi sono diminuiti del 25%. Con l'evoluzione dell'industria dei semiconduttori verso una maggiore precisione, le piattaforme in granito, con i loro vantaggi principali come l'assenza di rilascio di ioni metallici e il basso inquinamento da particelle, continueranno a fornire un supporto stabile e affidabile per l'ispezione dei wafer, diventando un motore importante per il progresso del settore.
Data di pubblicazione: 20 maggio 2025