ฐานหินแกรนิต: เพราะเหตุใดจึงเป็น “พันธมิตรทองคำ” ของเครื่องโฟโตลิโทกราฟี?

ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องจักรการพิมพ์หินด้วยแสงเป็นอุปกรณ์สำคัญที่กำหนดความแม่นยำของชิป และฐานหินแกรนิตซึ่งมีคุณสมบัติหลายประการได้กลายมาเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของเครื่องการพิมพ์หินด้วยแสง

เสถียรภาพทางความร้อน: “เกราะป้องกัน” การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
เมื่อใช้งานเครื่องโฟโตลิโทกราฟี จะก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมาก แม้อุณหภูมิจะผันผวนเพียง 0.1 องศาเซลเซียส ก็อาจทำให้ส่วนประกอบของอุปกรณ์เสียรูปและส่งผลต่อความแม่นยำของโฟโตลิโทกราฟีได้ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตต่ำมาก เพียง 4-8 ×10⁻⁶/℃ ซึ่งมีค่าประมาณ 1/3 ของเหล็ก และ 1/5 ของอลูมิเนียมอัลลอยด์ ซึ่งช่วยให้ฐานหินแกรนิตคงรูปได้แม้ในขณะที่เครื่องโฟโตลิโทกราฟีทำงานเป็นเวลานานหรือเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบออปติคัลและโครงสร้างเชิงกลจะถูกจัดวางอย่างแม่นยำ

ประสิทธิภาพป้องกันการสั่นสะเทือนที่ยอดเยี่ยม: "ฟองน้ำ" ที่ดูดซับการสั่นสะเทือน
ในโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การทำงานของอุปกรณ์โดยรอบและการเคลื่อนไหวของผู้คนล้วนก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือน หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูงและมีเนื้อสัมผัสที่แข็ง อีกทั้งยังมีคุณสมบัติในการดูดซับแรงกระแทกที่ดีเยี่ยม โดยมีอัตราส่วนการดูดซับแรงกระแทกสูงกว่าโลหะถึง 2-5 เท่า เมื่อแรงสั่นสะเทือนจากภายนอกถูกส่งไปยังฐานหินแกรนิต แรงเสียดทานระหว่างผลึกแร่ภายในจะเปลี่ยนพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นพลังงานความร้อนเพื่อระบายออก ซึ่งสามารถลดแรงสั่นสะเทือนได้อย่างมากในระยะเวลาอันสั้น ช่วยให้เครื่องโฟโตลิโทกราฟีสามารถฟื้นฟูเสถียรภาพได้อย่างรวดเร็ว และหลีกเลี่ยงการเบลอหรือการจัดวางที่ไม่ถูกต้องของลวดลายโฟโตลิโทกราฟีอันเนื่องมาจากแรงสั่นสะเทือน

เสถียรภาพทางเคมี: "ผู้พิทักษ์" ของสิ่งแวดล้อมที่สะอาด
ภายในเครื่องโฟโตลิโทกราฟีสัมผัสกับสารเคมีหลายชนิด และวัสดุโลหะทั่วไปจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนหรือเกิดการปลดปล่อยอนุภาค หินแกรนิตประกอบด้วยแร่ธาตุต่างๆ เช่น ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ มีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและทนต่อการกัดกร่อนสูง หลังจากแช่ในสารละลายกรดและด่าง การกัดกร่อนบนพื้นผิวจะน้อยมาก ในขณะเดียวกัน โครงสร้างที่หนาแน่นของหินแกรนิตแทบจะไม่ก่อให้เกิดเศษวัสดุหรือฝุ่น จึงเป็นไปตามมาตรฐานห้องสะอาดสูงสุด และลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนของแผ่นเวเฟอร์

ความสามารถในการปรับตัวในการประมวลผล: "วัสดุที่เหมาะสม" สำหรับการสร้างเกณฑ์มาตรฐานที่แม่นยำ
ส่วนประกอบหลักของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีจำเป็นต้องติดตั้งบนพื้นผิวอ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง โครงสร้างภายในของหินแกรนิตมีความสม่ำเสมอและสามารถผ่านกระบวนการเจียร ขัดเงา และเทคนิคอื่นๆ เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงได้อย่างง่ายดาย ความเรียบของหินแกรนิตสามารถสูงถึง ≤0.5μm/m และมีความหยาบผิว Ra ≤0.05μm ซึ่งเป็นพื้นฐานในการติดตั้งที่แม่นยำสำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น เลนส์ออปติก

อายุการใช้งานยาวนานและไม่ต้องบำรุงรักษา: "เครื่องมือคม" เพื่อการลดต้นทุน
เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะที่มักเกิดความล้าและแตกร้าวได้ง่ายเมื่อใช้งานเป็นเวลานาน หินแกรนิตแทบจะไม่เกิดการเสียรูปหรือแตกหักภายใต้แรงกดปกติ และไม่จำเป็นต้องเคลือบผิว จึงหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการลอกและการปนเปื้อนของสารเคลือบ ในการใช้งานจริง หลังจากใช้งานมาหลายปี ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของฐานหินแกรนิตยังคงมีเสถียรภาพ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการใช้งานและการบำรุงรักษาอุปกรณ์

ตั้งแต่เสถียรภาพทางความร้อน ความต้านทานการสั่นสะเทือน ไปจนถึงความเฉื่อยทางเคมี คุณสมบัติที่หลากหลายของฐานหินแกรนิตจึงตอบโจทย์ความต้องการของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีได้อย่างสมบูรณ์แบบ ในขณะที่กระบวนการผลิตชิปยังคงพัฒนาไปสู่ความแม่นยำสูงขึ้น ฐานหินแกรนิตจะยังคงมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งยวดในอุตสาหกรรมการผลิตเซมิคอนดักเตอร์