ฐานหินแกรนิต: “แชมป์เปี้ยนที่ซ่อนอยู่” ของการเซาะร่องเวเฟอร์! ทำไมต้องอยู่ตำแหน่งกลาง?

ในสาขาการเซาะร่องแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ความแม่นยำคือสิ่งสำคัญที่สุด ฐานหินแกรนิตธรรมดาๆ ก็สามารถยกระดับประสิทธิภาพของอุปกรณ์เซาะร่องได้อย่างก้าวกระโดด! แท้จริงแล้ว "พลังพิเศษ" ที่ซ่อนอยู่คืออะไร? ทำไมจึงกล่าวกันว่าการเลือกฐานหินแกรนิตที่เหมาะสมหมายความว่าคุณประสบความสำเร็จไปแล้วครึ่งทาง? วันนี้เราจะพาคุณไปเจาะลึกกัน!

I. ความแข็งแกร่งโดยธรรมชาติ: ข้อดีโดยธรรมชาติสามประการของหินแกรนิต
ความต้านทานแผ่นดินไหวมีความเสถียรเท่ากับภูเขาไท่
หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูงถึง 2,800-3,100 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร และมีโครงสร้างที่หนาแน่นราวกับ "ป้อมปราการหิน" ในสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนความถี่สูงของการเซาะร่องแผ่นเวเฟอร์ (อุปกรณ์เซาะร่องมากกว่า 100 ครั้งต่อนาที) หินแกรนิตสามารถดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 90% เทียบเท่ากับการติดตั้ง "เทคโนโลยีดูดซับแรงกระแทกสีดำ" ให้กับอุปกรณ์! ข้อมูลที่วัดได้จากโรงงานผลิตชิปแห่งหนึ่งแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ฐานหินแกรนิต แอมพลิจูดของหัวกัดเซาะร่องลดลงจาก 15 ไมโครเมตร เหลือ 3 ไมโครเมตร และขอบของร่องขนาดเล็กที่แกะสลักไว้ก็เรียบเนียนราวกับกระจก
2. “โครงสร้างทนความร้อน” ไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
วัสดุทั่วไป "ขยายตัวและเสียรูป" เมื่อได้รับความร้อน และ "หดตัวและเสียรูป" เมื่อเย็นลง แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตต่ำถึง 4-8×10⁻⁶/℃ ซึ่งเพียง 1/5 ของโลหะ! แม้ว่าอุณหภูมิในโรงงานจะผันผวนอย่างรวดเร็วถึง 10℃ ภายใน 24 ชั่วโมง แต่ค่าการเสียรูปของหินแกรนิตน้อยกว่า 0.01 มม. และแทบจะไม่สามารถมองข้ามได้ ซึ่งหมายความว่าไม่ว่ากลางวันและกลางคืนจะสลับกัน หรืออุปกรณ์ทำงานเป็นเวลานานหรือเกิดความร้อน ฐานหินแกรนิตก็สามารถคงตำแหน่งของร่องไว้ "นิ่ง" ได้ตลอดเวลา
3. ทนทานต่อการสึกหรอที่ไม่สามารถทำลายได้
หินแกรนิตมีความแข็งระดับโมห์ส 6-7 ซึ่งเทียบเท่ากับหินควอตซ์ และมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าเหล็กธรรมดาถึงสามเท่า! ภายใต้แรงเสียดทานความถี่สูงระยะยาวของการเซาะร่องเวเฟอร์ พื้นผิวของฐานแทบจะไม่สึกหรอเลย หลังจากโรงหล่อแห่งหนึ่งใช้ฐานหินแกรนิตเป็นเวลาห้าปี ความเรียบยังคงอยู่ในช่วง ±0.5 ไมโครเมตร/เมตร หลังจากตรวจสอบแล้ว ความแม่นยำของการเซาะร่องยังคงสม่ำเสมอ ช่วยประหยัดค่าสอบเทียบและค่าเปลี่ยนอุปกรณ์ได้อย่างมาก
II. การปรับตัวที่แม่นยำ: หินแกรนิตตอบสนองความต้องการการเซาะร่องที่แตกต่างกันอย่างไร
ฉากที่ 1: ร่องละเอียดพิเศษ (ร่องขนาดเล็กกว่า 10μm)
ข้อกำหนด: ความเรียบสูงสุด
ข้อดีของหินแกรนิต: ด้วยการประมวลผลความแม่นยำสูงแบบเชื่อมต่อห้าแกน สามารถควบคุมความเรียบได้ภายใน ±0.5μm/m ซึ่งหมายความว่าเมื่อความยาว 1 เมตร ความคลาดเคลื่อนของความสูงจะบางกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง 200 เท่า! มั่นใจได้ว่าระยะห่างระหว่างหัวกัดร่องและแผ่นเวเฟอร์มีความแม่นยำเสมอ และค่าความคลาดเคลื่อนของความกว้างของร่องขนาดเล็กที่แกะสลักต้องไม่เกิน ±0.1μm
ฉากที่ 2: การเซาะร่องการผลิตจำนวนมากด้วยความเร็วสูง
ความต้องการ: ประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกสูง
ข้อดีของหินแกรนิต: คุณสมบัติการดูดซับแรงกระแทกตามธรรมชาติภายในช่วยลดแรงสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว หลังจากที่โรงงานผลิตแผงแห่งหนึ่งนำฐานหินแกรนิตมาใช้ ความเร็วในการเซาะร่องก็เพิ่มขึ้น 40% และอัตราผลผลิตก็เพิ่มขึ้นจาก 85% เป็น 96% ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า!
ฉากที่ 3: สภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน การเซาะร่อง (อุณหภูมิสูง/การกัดกร่อน)
ข้อกำหนด: ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการกัดกร่อน
ข้อดีของหินแกรนิต: มีเสถียรภาพทางเคมีสูงมาก ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และไม่เสียรูปแม้ในอุณหภูมิสูง (150 องศาเซลเซียส) ในระหว่างการเซาะร่องด้วยเลเซอร์ ฐานหินแกรนิตที่ใช้ในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งที่มีสารละลายเซาะร่องกัดกร่อนมีการใช้งานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาสามปี โดยพื้นผิวของฐานยังคงสภาพเดิม
III. วิธีการเลือกฐานหินแกรนิต "แท้คุณภาพสูง"
ดูที่ความหนาแน่น: หินแกรนิตที่มีความหนาแน่น ≥2800 กก./ม.³ จะมีโครงสร้างที่กะทัดรัดกว่า
ตรวจสอบการรับรอง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รับทราบการรับรองที่มีอำนาจ เช่น ISO 9001 และ CNAS เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพ
ข้อมูลการตรวจสอบ: ผู้ผลิตจำเป็นต้องจัดทำรายงานการทดสอบเกี่ยวกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (< 8×10⁻⁶/℃) และความเรียบ (±0.5μm/m)
การทดสอบ ณ สถานที่: เคาะฐาน เสียงที่ดังชัดเจนแสดงว่าไม่มีรอยแตกร้าวภายใน หากพื้นผิวสัมผัสเรียบลื่นเหมือนกระจก แสดงว่าการประมวลผลมีความแม่นยำสูง
สรุป: เลือกหินแกรนิตที่ถูกต้องและชนะครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ในการร่อง!
ตั้งแต่ความทนทานต่อแรงกระแทก ทนความร้อน ไปจนถึงความทนต่อการสึกหรอ ฐานหินแกรนิตซึ่งมี "ความงามตามธรรมชาติ" และ "ความแข็งแกร่งทนทาน" ได้กลายเป็นคู่หูคู่ใจสำหรับอุปกรณ์เซาะร่องแผ่นเวเฟอร์ ในยุคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ปัจจุบันที่มุ่งเน้นความแม่นยำระดับนาโน ฐานหินแกรนิตคุณภาพสูงไม่เพียงแต่เป็นการลงทุนในอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นการรับประกันประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในระยะยาวอีกด้วย!