ฐานหินแกรนิต: เพราะเหตุใดจึงเป็น “พันธมิตรทอง” ของเครื่องโฟโตลิโทกราฟี?

ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องจักรโฟโตลีโทกราฟีเป็นอุปกรณ์สำคัญที่กำหนดความแม่นยำของชิป และฐานหินแกรนิตซึ่งมีลักษณะเฉพาะหลายประการได้กลายมาเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของเครื่องโฟโตลีโทกราฟี

เสถียรภาพทางความร้อน: “เกราะป้องกัน” ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
เมื่อเครื่องโฟโตลิโทกราฟีทำงาน เครื่องจะก่อให้เกิดความร้อนในปริมาณมาก การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพียง 0.1℃ อาจทำให้ส่วนประกอบของอุปกรณ์เสียรูปและส่งผลต่อความแม่นยำของโฟโตลิโทกราฟี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของหินแกรนิตต่ำมาก เพียง 4-8 ×10⁻⁶/℃ ซึ่งเท่ากับประมาณ 1/3 ของเหล็กและ 1/5 ของโลหะผสมอลูมิเนียม ซึ่งทำให้ฐานหินแกรนิตสามารถรักษาเสถียรภาพของมิติได้เมื่อเครื่องโฟโตลิโทกราฟีทำงานเป็นเวลานานหรือเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบออปติกและโครงสร้างทางกลจะอยู่ในตำแหน่งที่แม่นยำ

ประสิทธิภาพป้องกันการสั่นสะเทือนที่ยอดเยี่ยม: “ฟองน้ำ” ที่ดูดซับการสั่นสะเทือน
ในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ การทำงานของอุปกรณ์โดยรอบและการเคลื่อนไหวของผู้คนล้วนสร้างแรงสั่นสะเทือนได้ หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูงและเนื้อแข็ง และมีคุณสมบัติในการหน่วงการสั่นสะเทือนที่ยอดเยี่ยม โดยมีอัตราส่วนการหน่วงการสั่นสะเทือนมากกว่าโลหะ 2 ถึง 5 เท่า เมื่อแรงสั่นสะเทือนภายนอกถูกส่งไปยังฐานหินแกรนิต แรงเสียดทานระหว่างผลึกแร่ภายในจะแปลงพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นพลังงานความร้อนเพื่อระบายออกไป ซึ่งสามารถลดแรงสั่นสะเทือนได้อย่างมากในเวลาอันสั้น ทำให้เครื่องโฟโตลิโทกราฟีสามารถฟื้นฟูเสถียรภาพได้อย่างรวดเร็ว และหลีกเลี่ยงการเบลอหรือการจัดแนวที่ไม่ถูกต้องของรูปแบบโฟโตลิโทกราฟีอันเนื่องมาจากแรงสั่นสะเทือน

เสถียรภาพทางเคมี: “ผู้พิทักษ์” ของสิ่งแวดล้อมที่สะอาด
ภายในเครื่องโฟโตลิโทกราฟีสัมผัสกับสื่อเคมีต่างๆ และวัสดุโลหะทั่วไปมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนหรือการปล่อยอนุภาคออกมา แกรนิตประกอบด้วยแร่ธาตุ เช่น ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี หลังจากแช่ในสารละลายกรดและด่างแล้ว การกัดกร่อนบนพื้นผิวจะน้อยมาก ในขณะเดียวกัน โครงสร้างที่หนาแน่นของแกรนิตแทบจะไม่สร้างเศษซากหรือฝุ่นเลย ตอบสนองข้อกำหนดของมาตรฐานห้องปลอดเชื้อสูงสุดและลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนของแผ่นเวเฟอร์

ความสามารถในการปรับตัวในการประมวลผล: "วัสดุที่เหมาะสม" สำหรับการสร้างเกณฑ์มาตรฐานที่แม่นยำ
ส่วนประกอบหลักของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีจำเป็นต้องติดตั้งบนพื้นผิวอ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง โครงสร้างภายในของหินแกรนิตมีความสม่ำเสมอและสามารถประมวลผลให้มีความแม่นยำสูงได้อย่างง่ายดายผ่านการเจียร ขัดเงา และเทคนิคอื่นๆ ความเรียบของหินแกรนิตสามารถถึง ≤0.5μm/m และความหยาบของพื้นผิว Ra คือ ≤0.05μm ซึ่งเป็นพื้นฐานในการติดตั้งที่แม่นยำสำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น เลนส์ออปติก

อายุการใช้งานยาวนานและไม่ต้องบำรุงรักษา: "เครื่องมือคม" เพื่อลดต้นทุน
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุโลหะที่มักจะเกิดความล้าและแตกร้าวเมื่อใช้งานเป็นเวลานาน หินแกรนิตแทบจะไม่เกิดการเสียรูปหรือแตกหักภายใต้แรงกดปกติ และไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดพื้นผิว จึงหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการลอกของสารเคลือบและการปนเปื้อนได้ ในการใช้งานจริง หลังจากใช้งานมาหลายปี ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของฐานหินแกรนิตยังคงเสถียรอยู่ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษาอุปกรณ์

ตั้งแต่ความเสถียรทางความร้อน ความทนทานต่อการสั่นสะเทือน ไปจนถึงความเฉื่อยของสารเคมี คุณลักษณะต่างๆ มากมายของฐานหินแกรนิตตอบสนองความต้องการของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีได้อย่างสมบูรณ์แบบ ในขณะที่กระบวนการผลิตชิปยังคงพัฒนาไปสู่ความแม่นยำที่สูงขึ้น ฐานหินแกรนิตจะยังคงมีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์