เหตุใดโรงงานผลิตเวเฟอร์ 5 อันดับแรกของโลกจึงเลิกใช้เหล็กหล่อ การวิเคราะห์ข้อดีของแพลตฟอร์มแกรนิตในสภาพแวดล้อมห้องปลอดมลพิษ

ในด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ความสะอาดของสภาพแวดล้อมในห้องปลอดเชื้อส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลผลิตของการผลิตเวเฟอร์และประสิทธิภาพของชิป โรงงานผลิตเวเฟอร์ 5 อันดับแรกของโลกต่างเลิกใช้วัสดุเหล็กหล่อแบบเดิมและหันมาใช้แพลตฟอร์มหินแกรนิตแทน เบื้องหลังการเปลี่ยนแปลงนี้คือการแสวงหาสภาพแวดล้อมปลอดมลพิษในห้องปลอดเชื้ออย่างแท้จริง แพลตฟอร์มหินแกรนิตซึ่งมีลักษณะเฉพาะของตัวเองได้แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้ในห้องปลอดเชื้อและกลายมาเป็นที่ชื่นชอบของโรงงานผลิตเวเฟอร์ในปัจจุบัน

“ข้อบกพร่องร้ายแรง” ของวัสดุเหล็กหล่อในห้องสะอาด
เหล็กหล่อเป็นวัสดุอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมที่เคยมีข้อได้เปรียบบางประการในคุณสมบัติเชิงกล แต่มีปัญหาหลายประการในสภาพแวดล้อมห้องปลอดเชื้อเซมิคอนดักเตอร์ ประการแรกโครงสร้างจุลภาคบนพื้นผิวของเหล็กหล่อไม่หนาแน่น มีรูพรุนจำนวนมากและรอยแตกร้าวเล็กๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ในระหว่างการทำงานในห้องปลอดเชื้อทุกวัน รูพรุนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะดูดซับฝุ่น คราบน้ำมัน และมลพิษทางเคมีต่างๆ สูง ซึ่งกลายเป็นแหล่งซ่อนของมลพิษ เมื่อสารปนเปื้อนสะสม ในระหว่างการดำเนินการที่แม่นยำของการผลิตเวเฟอร์ สารปนเปื้อนอาจหลุดออกและเกาะติดกับพื้นผิวของเวเฟอร์ ทำให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพที่ร้ายแรง เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรและวงจรเปิดในชิป
ประการที่สอง เหล็กหล่อมีความเสถียรทางเคมีค่อนข้างต่ำ ในกระบวนการผลิตเวเฟอร์ จะใช้สารเคมีกัดกร่อนต่างๆ เช่น กรดไฮโดรฟลูออริกและกรดซัลฟิวริก เหล็กหล่อมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและการกัดกร่อนภายใต้การกัดกร่อนของสารเคมีเหล่านี้ สนิมและไอออนโลหะที่เกิดจากการกัดกร่อนไม่เพียงแต่ทำให้สภาพแวดล้อมในห้องปลอดเชื้อปนเปื้อนเท่านั้น แต่ยังอาจเกิดปฏิกิริยาเคมีกับวัสดุบนพื้นผิวเวเฟอร์ ทำให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของเวเฟอร์เสียหาย และลดผลผลิตลงอย่างมาก
คุณสมบัติ "ปลอดมลพิษ" ของแพลตฟอร์มหินแกรนิต
เหตุผลที่โรงงานผลิตเวเฟอร์ 5 อันดับแรกของโลกนิยมใช้แพลตฟอร์มหินแกรนิตนั้นเป็นเพราะคุณสมบัติที่ "ปลอดมลพิษ" ในตัว หินแกรนิตเป็นหินธรรมชาติที่ก่อตัวขึ้นจากกระบวนการทางธรณีวิทยาเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี ผลึกแร่ภายในมีลักษณะเป็นผลึกแน่น โครงสร้างมีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ และแทบไม่มีรูพรุนบนพื้นผิว โครงสร้างเฉพาะตัวนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่ดูดซับฝุ่นและสิ่งปนเปื้อน แม้จะมีการรบกวนการไหลเวียนของอากาศบ่อยครั้งและมีกิจกรรมของบุคลากรและอุปกรณ์ในห้องปลอดเชื้อ แต่พื้นผิวของแพลตฟอร์มหินแกรนิตก็ยังคงสะอาดอยู่ ซึ่งช่วยป้องกันการแพร่พันธุ์และการแพร่กระจายของสิ่งปนเปื้อน
ในแง่ของความเสถียรทางเคมี หินแกรนิตมีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ส่วนประกอบหลักคือแร่ธาตุ เช่น ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ หินแกรนิตมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรมาก และแทบไม่ทำปฏิกิริยากับสารเคมีทั่วไป ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ซับซ้อนของการผลิตเวเฟอร์ แพลตฟอร์มหินแกรนิตสามารถรับมือกับการกัดกร่อนของสารเคมีกัดกร่อนต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์กัดกร่อนหรือมลพิษจากไอออนโลหะ ทำให้มีแพลตฟอร์มพื้นฐานที่ปลอดภัยและสะอาดสำหรับการผลิตเวเฟอร์ ในขณะเดียวกัน หินแกรนิตไม่นำไฟฟ้าและไม่ก่อให้เกิดไฟฟ้าสถิต จึงหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของมลพิษที่เกิดจากไฟฟ้าสถิตที่ดูดซับอนุภาคฝุ่น และยังช่วยรักษาคุณภาพสิ่งแวดล้อมของห้องปลอดเชื้อได้อีกด้วย
การเลือกวัสดุจากมุมมองของต้นทุนและผลประโยชน์
แม้ว่าต้นทุนการจัดหาเบื้องต้นของแพลตฟอร์มหินแกรนิตจะค่อนข้างสูงกว่าแพลตฟอร์มเหล็กหล่อ แต่ในระยะยาว ประโยชน์โดยรวมที่แพลตฟอร์มหินแกรนิตนำมาให้จะมากกว่าส่วนต่างของต้นทุนมาก การทำความสะอาดและบำรุงรักษาแพลตฟอร์มเหล็กหล่อบ่อยครั้งเนื่องจากปัญหามลพิษ รวมถึงการสูญเสียมหาศาลที่เกิดจากอัตราข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น ทำให้ต้นทุนการผลิตโดยรวมยังคงสูง แพลตฟอร์มหินแกรนิตซึ่งมีข้อได้เปรียบในการไม่ก่อมลพิษช่วยลดความถี่ในการทำความสะอาดและบำรุงรักษาในห้องปลอดเชื้อและอัตราข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมาก ลดต้นทุนการดำเนินงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น โรงงานที่มีกำลังการผลิตเวเฟอร์หนึ่งล้านแผ่นต่อปี หลังจากนำแพลตฟอร์มหินแกรนิตมาใช้แล้ว สามารถลดการสูญเสียที่เกิดจากมลพิษได้มากกว่าสิบล้านหยวนต่อปี และผลตอบแทนจากการลงทุนก็สูงมาก
โรงงานผลิตเวเฟอร์ 5 อันดับแรกของโลกเลิกใช้เหล็กหล่อแล้วเลือกใช้แพลตฟอร์มหินแกรนิตโดยพิจารณาจากข้อกำหนดสำหรับสภาพแวดล้อมในห้องปลอดเชื้อและประสิทธิภาพการผลิตอย่างครอบคลุม ข้อได้เปรียบของแพลตฟอร์มหินแกรนิตที่ปลอดมลพิษเป็นศูนย์ทำให้รับประกันการผลิตเวเฟอร์ได้อย่างน่าเชื่อถือและผลักดันการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ให้มีความแม่นยำสูงขึ้นและอัตราผลผลิตสูงขึ้น ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ แพลตฟอร์มหินแกรนิตจึงมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการผลิตเวเฟอร์ในอนาคต