แพลตฟอร์มหินแกรนิตที่ใช้สำหรับห้องสะอาด: ปล่อยไอออนโลหะเป็นศูนย์ เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบเวเฟอร์

ในด้านการตรวจสอบเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ความบริสุทธิ์ของสภาพแวดล้อมในห้องคลีนรูมมีความสัมพันธ์โดยตรงกับผลผลิต เนื่องจากความแม่นยำของกระบวนการผลิตชิปยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดสำหรับแท่นรองรับอุปกรณ์ตรวจจับจึงเข้มงวดมากขึ้น แท่นหินแกรนิตที่มีคุณสมบัติการปล่อยไอออนโลหะเป็นศูนย์และมลพิษจากอนุภาคต่ำ ได้ก้าวล้ำหน้าวัสดุสแตนเลสแบบดั้งเดิม และกลายเป็นโซลูชันที่ได้รับความนิยมสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบเวเฟอร์

หินแกรนิตเป็นหินอัคนีธรรมชาติที่ประกอบด้วยแร่อโลหะเป็นหลัก เช่น ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และไมกา คุณสมบัตินี้ทำให้มีข้อได้เปรียบคือไม่มีการปล่อยไอออนโลหะ ในทางตรงกันข้าม สเตนเลสสตีล ซึ่งเป็นโลหะผสมของโลหะ เช่น เหล็ก โครเมียม และนิกเกิล มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าบนพื้นผิวเนื่องจากการกัดกร่อนของไอน้ำและก๊าซที่เป็นกรดหรือด่างในสภาพแวดล้อมห้องสะอาด ส่งผลให้เกิดการตกตะกอนของไอออนโลหะ เช่น Fe²⁺ และ Cr³⁺ เมื่อไอออนขนาดเล็กเหล่านี้เกาะติดกับพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ พวกมันจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ในกระบวนการต่างๆ ต่อไป เช่น การพิมพ์หินด้วยแสงและการกัดกรด ทำให้เกิดการดริฟต์ของแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดของทรานซิสเตอร์ และอาจนำไปสู่การลัดวงจรในวงจร ข้อมูลการทดสอบจากสถาบันวิชาชีพแสดงให้เห็นว่าหลังจากแพลตฟอร์มหินแกรนิตถูกจำลองในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิห้องสะอาดและความชื้นอย่างต่อเนื่อง (23±0.5℃, 45%±5% RH) เป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง ปริมาณไอออนโลหะที่ปล่อยออกมาจะต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตรวจจับได้ (<0.1ppb) อัตราการเกิดข้อบกพร่องของแผ่นเวเฟอร์ที่เกิดจากการปนเปื้อนของไอออนโลหะเมื่อใช้แพลตฟอร์มสแตนเลสอาจสูงถึง 15% ถึง 20%

ในด้านการควบคุมการปนเปื้อนของอนุภาค แพลตฟอร์มหินแกรนิตก็มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมเช่นกัน ห้องคลีนรูมมีข้อกำหนดความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในอากาศที่สูงมาก ยกตัวอย่างเช่น ในห้องคลีนรูมมาตรฐาน ISO Class 1 จำนวนอนุภาคขนาด 0.1 ไมโครเมตรที่อนุญาตต่อลูกบาศก์เมตรต้องไม่เกิน 10 อนุภาค แม้ว่าแพลตฟอร์มสแตนเลสจะผ่านการขัดเงาแล้ว ก็อาจยังมีเศษโลหะหรือคราบออกไซด์หลุดลอกออกได้เนื่องจากแรงภายนอก เช่น การสั่นสะเทือนของอุปกรณ์และการทำงานของบุคลากร ซึ่งอาจรบกวนเส้นทางการตรวจจับหรือขูดขีดพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ แพลตฟอร์มหินแกรนิตซึ่งมีโครงสร้างแร่หนาแน่น (ความหนาแน่น ≥2.7 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร) และความแข็งสูง (6-7 ตามมาตราโมห์ส) จึงไม่เกิดการสึกหรอหรือแตกหักง่ายในระหว่างการใช้งานระยะยาว ผลการวัดแสดงให้เห็นว่าสามารถลดความเข้มข้นของอนุภาคแขวนลอยในอากาศบริเวณอุปกรณ์ตรวจจับได้มากกว่า 40% เมื่อเทียบกับแพลตฟอร์มสแตนเลส ซึ่งช่วยรักษามาตรฐานห้องคลีนรูมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากคุณสมบัติที่สะอาดแล้ว ประสิทธิภาพโดยรวมของแพลตฟอร์มหินแกรนิตยังเหนือกว่าสเตนเลสสตีลอย่างมาก ในด้านเสถียรภาพทางความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีค่าเพียง (4-8) ×10⁻⁶/℃ ซึ่งน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของสเตนเลสสตีล (ประมาณ 17×10⁻⁶/℃) ซึ่งสามารถรักษาความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของอุปกรณ์ตรวจจับได้ดีกว่าเมื่ออุณหภูมิในห้องคลีนรูมผันผวน คุณสมบัติการหน่วงสูง (อัตราส่วนการหน่วง > 0.05) ช่วยลดการสั่นสะเทือนของอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็วและป้องกันไม่ให้หัววัดสั่นไหว ความต้านทานการกัดกร่อนตามธรรมชาติทำให้คงความเสถียรแม้สัมผัสกับตัวทำละลายโฟโตเรซิสต์ ก๊าซกัดกร่อน และสารเคมีอื่นๆ โดยไม่จำเป็นต้องเคลือบสารป้องกันเพิ่มเติม

ปัจจุบัน แพลตฟอร์มหินแกรนิตถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์ขั้นสูง ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าหลังจากนำแพลตฟอร์มหินแกรนิตมาใช้ อัตราความผิดพลาดในการตรวจจับอนุภาคบนพื้นผิวแผ่นเวเฟอร์ลดลง 60% วงจรการสอบเทียบอุปกรณ์เพิ่มขึ้นสามเท่า และต้นทุนการผลิตโดยรวมลดลง 25% ในขณะที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กำลังมุ่งสู่ความแม่นยำที่สูงขึ้น แพลตฟอร์มหินแกรนิตซึ่งมีข้อได้เปรียบหลัก เช่น การปล่อยไอออนโลหะเป็นศูนย์และมลพิษจากอนุภาคต่ำ จะยังคงให้การสนับสนุนที่เสถียรและเชื่อถือได้สำหรับการตรวจสอบแผ่นเวเฟอร์ และกลายเป็นกำลังสำคัญที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้าของอุตสาหกรรม