ข้อดีของฐานหินแกรนิตในด้านความทนทานต่อการสั่นสะเทือนและความเสถียรทางความร้อนในอุปกรณ์ตัดเวเฟอร์

ในกระบวนการที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กำลังก้าวสู่กระบวนการผลิตระดับนาโน การตัดแผ่นเวเฟอร์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการผลิตชิป มีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพของอุปกรณ์ ฐานหินแกรนิตซึ่งมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือนและเสถียรภาพทางความร้อนที่โดดเด่น ได้กลายเป็นส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ตัดแผ่นเวเฟอร์ มอบการรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับการประมวลผลแผ่นเวเฟอร์ที่มีความแม่นยำสูงและประสิทธิภาพสูง

คุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือนและป้องกันการสั่นสะเทือนสูง: ปกป้องความแม่นยำในการตัดระดับนาโน
เมื่ออุปกรณ์ตัดแผ่นเวเฟอร์ทำงาน การหมุนด้วยความเร็วสูงของแกนหมุน การสั่นสะเทือนความถี่สูงของเครื่องมือตัด และการสั่นสะเทือนจากสภาพแวดล้อมที่เกิดจากอุปกรณ์โดยรอบ ล้วนส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแม่นยำในการตัด ประสิทธิภาพการหน่วงของฐานโลหะแบบดั้งเดิมมีข้อจำกัด ทำให้ลดการสั่นสะเทือนได้อย่างรวดเร็วยาก ซึ่งนำไปสู่ความสั่นไหวในระดับไมครอนของเครื่องมือตัด และก่อให้เกิดข้อบกพร่องโดยตรง เช่น ขอบบิ่นและรอยแตกบนแผ่นเวเฟอร์ คุณสมบัติการหน่วงสูงของฐานหินแกรนิตได้ช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ผลึกแร่ภายในของหินแกรนิตมีการสานกันอย่างแน่นหนา ก่อให้เกิดโครงสร้างการกระจายพลังงานตามธรรมชาติ เมื่อการสั่นสะเทือนถูกส่งไปยังฐาน โครงสร้างจุลภาคภายในสามารถเปลี่ยนพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นพลังงานความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถลดการสั่นสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนเดียวกัน ฐานหินแกรนิตสามารถลดแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 90% ภายใน 0.5 วินาที ในขณะที่ฐานโลหะใช้เวลา 3-5 วินาที ประสิทธิภาพการหน่วงที่โดดเด่นนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องมือตัดจะยังคงมีเสถียรภาพในระหว่างกระบวนการตัดระดับนาโน รับประกันขอบที่เรียบของการตัดแผ่นเวเฟอร์และลดอัตราการแตกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการตัดแผ่นเวเฟอร์ขนาด 5 นาโนเมตร อุปกรณ์ที่มีฐานหินแกรนิตสามารถควบคุมขนาดของการแตกได้ภายใน 10 ไมโครเมตร ซึ่งสูงกว่าอุปกรณ์ที่มีฐานโลหะมากกว่า 40%
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำเป็นพิเศษ: ทนทานต่ออิทธิพลของความผันผวนของอุณหภูมิ
ในระหว่างกระบวนการตัดเวเฟอร์ ความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานของเครื่องมือตัด ความร้อนที่เกิดจากการใช้งานอุปกรณ์เป็นเวลานาน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในโรงงาน ล้วนเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนของส่วนประกอบอุปกรณ์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุโลหะค่อนข้างสูง (ประมาณ 12×10⁻⁶/℃) เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 5℃ ฐานโลหะยาว 1 เมตรอาจเกิดการเสียรูปได้ถึง 60μm ทำให้ตำแหน่งการตัดเปลี่ยนแปลงและส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความแม่นยำในการตัด
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของฐานหินแกรนิตมีค่าเพียง (4-8) ×10⁻⁶/℃ ซึ่งน้อยกว่าหนึ่งในสามของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุโลหะ ภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงขนาดของมันแทบจะมองข้ามไปได้เลย ข้อมูลที่วัดได้ของบริษัทผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์แห่งหนึ่งแสดงให้เห็นว่าในระหว่างการตัดแผ่นเวเฟอร์ความเข้มสูงอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมง เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไป 10℃ ระยะห่างของตำแหน่งการตัดของอุปกรณ์ที่ใช้ฐานหินแกรนิตจะน้อยกว่า 20μm ในขณะที่ระยะห่างของอุปกรณ์ที่ใช้ฐานโลหะจะมากกว่า 60μm ประสิทธิภาพทางความร้อนที่เสถียรนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างเครื่องมือตัดและแผ่นเวเฟอร์ยังคงแม่นยำอยู่ตลอดเวลา แม้ภายใต้การทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ก็สามารถรักษาความแม่นยำในการตัดได้อย่างสม่ำเสมอ
ความแข็งแกร่งและความทนทานต่อการสึกหรอ: รับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของอุปกรณ์
นอกจากข้อดีของความทนทานต่อการสั่นสะเทือนและเสถียรภาพทางความร้อนแล้ว ความแข็งแกร่งและความทนทานต่อการสึกหรอที่สูงของฐานหินแกรนิตยังช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ตัดแผ่นเวเฟอร์อีกด้วย หินแกรนิตมีความแข็ง 6-7 ตามมาตราโมห์ส และมีกำลังอัดมากกว่า 120 เมกะปาสคาล หินแกรนิตสามารถทนต่อแรงกดและแรงกระแทกมหาศาลระหว่างกระบวนการตัด และไม่เสียรูปง่าย โครงสร้างที่หนาแน่นทำให้มีความทนทานต่อการสึกหรอดีเยี่ยม แม้ในระหว่างการตัดบ่อยครั้ง พื้นผิวของฐานก็ไม่เกิดการสึกหรอง่าย ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะทำงานได้อย่างแม่นยำและยาวนาน
ในทางปฏิบัติ บริษัทผู้ผลิตแผ่นเวเฟอร์หลายแห่งได้ปรับปรุงผลผลิตและประสิทธิภาพการผลิตอย่างมีนัยสำคัญด้วยการนำอุปกรณ์ตัดที่มีฐานหินแกรนิตมาใช้ ข้อมูลจากโรงหล่อชั้นนำระดับโลกแสดงให้เห็นว่าหลังจากนำอุปกรณ์ที่ใช้ฐานหินแกรนิตมาใช้ ผลผลิตจากการตัดแผ่นเวเฟอร์เพิ่มขึ้นจาก 88% เป็นมากกว่า 95% วงจรการบำรุงรักษาอุปกรณ์ขยายออกไปสามเท่า ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันในตลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สรุปได้ว่า ฐานหินแกรนิตมีความทนทานต่อการสั่นสะเทือน ทนความร้อน แข็งแรง และทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม จึงรับประกันประสิทธิภาพการทำงานที่ครอบคลุมสำหรับอุปกรณ์ตัดแผ่นเวเฟอร์ เมื่อเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ก้าวหน้าไปสู่ความแม่นยำสูงขึ้น ฐานหินแกรนิตจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในด้านการผลิตแผ่นเวเฟอร์ ซึ่งส่งเสริมการพัฒนานวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์