ฐานหินแกรนิต: “แชมป์ซ่อนเร้น” ของการเซาะร่องเวเฟอร์! เหตุใดจึงต้องอยู่ในตำแหน่งกลาง?

ในสาขาการทำร่องเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ความแม่นยำคือสิ่งสำคัญที่สุด ฐานหินแกรนิตธรรมดาๆ สามารถทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทำร่องดีขึ้นได้! ฐานหินแกรนิตซ่อน "พลังพิเศษ" อะไรไว้กันแน่? ทำไมจึงกล่าวกันว่าการเลือกฐานหินแกรนิตที่เหมาะสมหมายความว่าคุณประสบความสำเร็จไปแล้วครึ่งทาง? วันนี้เราจะพาคุณไปเจาะลึกเรื่องนี้!

I. ความแข็งแกร่งโดยธรรมชาติ: “ข้อดีโดยธรรมชาติ” 3 ประการของหินแกรนิต
ต้านทานแผ่นดินไหวได้มั่นคงเท่ากับภูเขาไท่
หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูงถึง 2,800-3,100 กก./ม.³ และโครงสร้างของมันมีความหนาแน่นเท่ากับ "ป้อมปราการหิน" ในสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนความถี่สูงของการเซาะร่องเวเฟอร์ (อุปกรณ์เซาะร่องมากกว่า 100 ครั้งต่อนาที) มันสามารถดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 90% เหมือนกับการติดตั้งอุปกรณ์ด้วย "เทคโนโลยีสีดำดูดซับแรงกระแทก"! ข้อมูลที่วัดได้จากโรงงานผลิตชิปแห่งหนึ่งแสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้ฐานหินแกรนิต แอมพลิจูดของจิตเตอร์ของหัวตัดเซาะร่องลดลงจาก 15μm เหลือ 3μm และขอบของเซาะร่องขนาดเล็กที่แกะสลักก็เรียบเนียนเหมือนกระจก
2. “โครงสร้างทนความร้อน” ไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
วัสดุทั่วไป "ขยายตัวและเสียรูป" เมื่อได้รับความร้อนและ "หดตัวและเสียรูป" เมื่อถูกทำให้เย็นลง แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของหินแกรนิตต่ำถึง 4-8×10⁻⁶/℃ ซึ่งเป็นเพียง 1/5 ของโลหะเท่านั้น! แม้ว่าอุณหภูมิในโรงงานจะผันผวนอย่างรวดเร็วถึง 10℃ ภายใน 24 ชั่วโมง แต่การเสียรูปของหินแกรนิตน้อยกว่า 0.01 มม. และแทบจะมองข้ามได้ ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าจะสลับกลางวันและกลางคืนหรืออุปกรณ์ทำงานเป็นเวลานานหรือเกิดความร้อน ฐานหินแกรนิตก็สามารถทำให้ตำแหน่งของร่อง "นิ่ง" ได้ตลอดเวลา
3. ทนทานต่อการสึกหรอ
หินแกรนิตมีความแข็งโมห์สอยู่ที่ 6 ถึง 7 ซึ่งเทียบได้กับหินควอตซ์ และมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าเหล็กธรรมดาถึง 3 เท่า! ภายใต้แรงเสียดทานความถี่สูงระยะยาวของร่องเวเฟอร์ พื้นผิวฐานแทบจะไม่สึกหรอเลย หลังจากโรงหล่อแห่งหนึ่งใช้ฐานหินแกรนิตเป็นเวลา 5 ปี ความเรียบยังคงรักษาไว้ภายใน ±0.5μm/m เมื่อตรวจสอบ และความแม่นยำของร่องยังคงสม่ำเสมอ ช่วยประหยัดค่าปรับเทียบและค่าเปลี่ยนอุปกรณ์ได้มาก
Ii. การปรับตัวที่แม่นยำ: หินแกรนิตตอบสนองความต้องการการขึ้นรูปร่องต่างๆ ได้อย่างไร
ฉากที่ 1: ร่องละเอียดมาก (ร่องขนาดเล็กกว่า 10μm)
ข้อกำหนด: ความเรียบสูงสุด
ข้อดีของหินแกรนิต: ผ่านการเชื่อมต่อห้าแกนที่มีความแม่นยำสูงในการประมวลผล ความเรียบสามารถควบคุมได้ภายใน ±0.5μm/m ซึ่งหมายความว่าในความยาว 1 เมตร ข้อผิดพลาดของความสูงจะบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ถึง 200 เท่า! ให้แน่ใจว่าระยะห่างระหว่างหัวตัดร่องและเวเฟอร์มีความแม่นยำเสมอ และข้อผิดพลาดของความกว้างของร่องเล็กที่แกะสลักจะไม่เกิน ±0.1μm
ฉากที่ 2: การผลิตแบบความเร็วสูงโดยการกลึงร่องจำนวนมาก
ข้อกำหนด: ประสิทธิภาพการดูดซับแรงกระแทกสูง
ข้อดีของหินแกรนิต: คุณสมบัติการดูดซับแรงกระแทกตามธรรมชาติภายในช่วยลดแรงสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว หลังจากที่โรงงานผลิตแผงแห่งหนึ่งนำฐานหินแกรนิตมาใช้ ความเร็วในการเจาะร่องก็เพิ่มขึ้น 40% และอัตราผลผลิตก็เพิ่มขึ้นจาก 85% เป็น 96% ทำให้ได้ผลผลิตทั้งด้านประสิทธิภาพและคุณภาพเพิ่มขึ้นสองเท่า!
ฉากที่ 3: การเกิดร่องในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน (อุณหภูมิสูง/การกัดกร่อน)
ข้อกำหนด: ทนต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการกัดกร่อน
ข้อดีของหินแกรนิต: มีเสถียรภาพทางเคมีที่แข็งแกร่งมาก ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ และจะไม่เสียรูปแม้จะอยู่ที่อุณหภูมิสูงในพื้นที่ (150℃) ในระหว่างการทำร่องด้วยเลเซอร์ ฐานหินแกรนิตที่ใช้ในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งที่มีสารละลายกัดกร่อนในการทำร่องได้รับการใช้ต่อเนื่องมาเป็นเวลาสามปี และพื้นผิวของฐานยังคงสภาพเดิม
III. วิธีการเลือกฐานหินแกรนิต "แท้คุณภาพสูง"
พิจารณาความหนาแน่น: หินแกรนิตที่มีความหนาแน่น ≥2,800 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร จะมีโครงสร้างที่กะทัดรัดกว่า
ตรวจสอบการรับรอง: ควรแน่ใจว่าได้ยอมรับการรับรองที่มีอำนาจ เช่น ISO 9001 และ CNAS เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพ
ข้อมูลการตรวจสอบ: ผู้ผลิตจำเป็นต้องจัดทำรายงานการทดสอบค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (< 8×10⁻⁶/℃) และความเรียบ (±0.5μm/m)
การทดสอบในสถานที่: เคาะฐาน เสียงที่ชัดเจนบ่งบอกว่าไม่มีรอยแตกร้าวภายใน หากพื้นผิวสัมผัสเรียบเหมือนกระจก แสดงว่าการประมวลผลมีความแม่นยำสูง
สรุป: เลือกหินแกรนิตที่ถูกต้องและเอาชนะครึ่งหนึ่งของการต่อสู้ในการร่อง!
ตั้งแต่ความทนทานต่อแรงกระแทก ความทนทานต่อความร้อน ไปจนถึงความทนทานต่อการสึกหรอ ฐานหินแกรนิตซึ่งมี "ความสวยงามตามธรรมชาติ" และ "ความแข็งแกร่ง" ได้กลายมาเป็นหุ้นส่วนทองสำหรับอุปกรณ์การกลึงเวเฟอร์ ในยุคการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในปัจจุบันที่มุ่งเน้นความแม่นยำในระดับนาโน ฐานหินแกรนิตคุณภาพสูงไม่เพียงแต่เป็นการลงทุนในอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นการรับประกันประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในระยะยาวอีกด้วย!