У области производње полупроводника, тачност опреме за инспекцију плочица директно одређује квалитет и принос чипова. Као темељ који подржава компоненте за детекцију језгра, димензионална стабилност материјала основе опреме игра кључну улогу у дугорочним оперативним перформансама опреме. Гранит и ливено гвожђе су два уобичајено коришћена основна материјала за опрему за инспекцију плочица. Десетогодишња упоредна студија открила је значајне разлике између њих у погледу димензионалне стабилности, пружајући важне референце за избор опреме.
Експериментална позадина и дизајн
Процес производње полупроводничких плочица има изузетно високе захтеве за тачност детекције. Чак и одступање димензија на нивоу микрометра може довести до пада перформанси чипа или чак до отпада. Да би се истражила димензионална стабилност гранита и ливеног гвожђа током дуготрајне употребе, истраживачки тим је осмислио експерименте који су симулирали стварна радна окружења. Узорци гранита и ливеног гвожђа истих спецификација су одабрани и смештени у комору за испитивање услова околине где је температура варирала од 15℃ до 35℃, а влажност ваздуха од 30% до 70% релативне влажности. Механичке вибрације током рада опреме су симулиране помоћу вибрационог стола. Кључне димензије узорака су мерене сваког квартала помоћу високопрецизног ласерског интерферометра, а подаци су континуирано бележени 10 година.
Експериментални резултат: Апсолутна предност гранита
Десет година експерименталних података показује да гранитна подлога показује запањујућу стабилност. Њен коефицијент термичког ширења је изузетно низак, у просеку само 4,6×10⁻⁶/℃. При драстичним променама температуре, димензионално одступање је увек контролисано унутар ±0,001 мм. У условима промена влажности, густа структура гранита чини га готово непромењеним и не долази до мерљивих димензионалних промена. У окружењу механичких вибрација, одличне карактеристике пригушења гранита ефикасно апсорбују енергију вибрација, а димензионална флуктуација је изузетно мала.
Насупрот томе, за подлогу од ливеног гвожђа, њен просечан коефицијент термичког ширења достиже 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, а максимално димензионално одступање изазвано променама температуре у року од 10 година је ±0,05 мм. У влажном окружењу, ливено гвожђе је склоно рђи и корозији. Неки узорци показују локалне деформације, а димензионално одступање се додатно повећава. Под дејством механичких вибрација, ливено гвожђе има лоше перформансе пригушења вибрација и његова величина често варира, што отежава испуњавање захтева високе прецизности инспекције плочица.
Суштински разлог за разлику у стабилности
Гранит се формирао стотинама милиона година кроз геолошке процесе. Његова унутрашња структура је густа и уједначена, а минерални кристали су стабилно распоређени, што природно елиминише унутрашње напрезање. Због тога је изузетно неосетљив на промене спољашњих фактора као што су температура, влажност и вибрације. Ливено гвожђе се производи процесом ливења и има микроскопске дефекте као што су поре и рупице од песка унутра. У међувремену, заостало напрезање настало током процеса ливења склоно је изазивању димензионалних промена под утицајем спољашње средине. Метална својства ливеног гвожђа чине га склоним рђању услед влаге, убрзавајући структурна оштећења и смањујући димензионалну стабилност.
Утицај на опрему за инспекцију плочица
Опрема за инспекцију плочица на бази гранитне подлоге, са својим стабилним димензионалним перформансама, може осигурати да систем за инспекцију одржава високу прецизност током дужег времена, смањи погрешне процене и пропуштено откривање узроковано одступањем тачности опреме и значајно побољша принос производа. У међувремену, ниски захтеви за одржавање смањују трошкове опреме током целог животног циклуса. Опрема која користи подлоге од ливеног гвожђа, због лоше димензионалне стабилности, захтева честу калибрацију и одржавање. Ово не само да повећава оперативне трошкове, већ може утицати и на квалитет производње полупроводника због недовољне прецизности, што узрокује потенцијалне економске губитке.
У складу са трендом тежње индустрије полупроводника ка већој прецизности и бољем квалитету, избор гранита као основног материјала за опрему за инспекцију плочица је несумњиво мудар потез за осигуравање перформанси опреме и повећање конкурентности предузећа.
Време објаве: 14. мај 2025.