En el campo de la inspección de obleas de semiconductores, la pureza del entorno de la sala limpia está directamente relacionada con el rendimiento del producto. A medida que la precisión de los procesos de fabricación de chips mejora, los requisitos para las plataformas de transporte de los equipos de detección se vuelven cada vez más estrictos. Las plataformas de granito, con sus características de cero liberación de iones metálicos y baja contaminación por partículas, han superado a los materiales tradicionales de acero inoxidable y se han convertido en la solución preferida para los equipos de inspección de obleas.
El granito es una roca ígnea natural compuesta principalmente por minerales no metálicos como el cuarzo, el feldespato y la mica. Esta característica le confiere la ventaja de no liberar iones metálicos. Por el contrario, el acero inoxidable, al ser una aleación de metales como el hierro, el cromo y el níquel, es propenso a la corrosión electroquímica en su superficie debido a la erosión del vapor de agua y los gases ácidos o alcalinos en un entorno de sala limpia, lo que provoca la precipitación de iones metálicos como Fe²⁺ y Cr³⁺. Una vez que estos diminutos iones se adhieren a la superficie de la oblea, modifican las propiedades eléctricas del material semiconductor en procesos posteriores como la fotolitografía y el grabado, provocan una deriva de la tensión umbral del transistor e incluso provocan cortocircuitos en el circuito. Los datos de pruebas de instituciones profesionales muestran que, tras la exposición continua de la plataforma de granito a un ambiente simulado de temperatura y humedad ambiente (23 ± 0,5 °C, 45 % ± 5 % de humedad relativa) durante 1000 horas, la liberación de iones metálicos fue inferior al límite de detección (< 0,1 ppb). La tasa de defectos en las obleas causados por la contaminación por iones metálicos al utilizar plataformas de acero inoxidable puede alcanzar entre el 15 % y el 20 %.
En términos de control de contaminación por partículas, las plataformas de granito también tienen un rendimiento excepcional. Las salas blancas tienen requisitos extremadamente altos para la concentración de partículas suspendidas en el aire. Por ejemplo, en salas blancas ISO Clase 1, el número de partículas de 0,1 μm permitidas por metro cúbico no supera las 10. Incluso si la plataforma de acero inoxidable se ha sometido a un tratamiento de pulido, aún puede producir residuos metálicos o desprendimiento de óxido debido a fuerzas externas como la vibración del equipo y la operación del personal, lo que puede interferir con la trayectoria óptica de detección o rayar la superficie de la oblea. Las plataformas de granito, con su densa estructura mineral (densidad ≥2,7 g/cm³) y alta dureza (6-7 en la escala de Mohs), no son propensas al desgaste o la rotura durante el uso a largo plazo. Las mediciones realizadas muestran que pueden reducir la concentración de partículas suspendidas en el aire del área del equipo de detección en más de un 40% en comparación con las plataformas de acero inoxidable, manteniendo efectivamente los estándares de grado de sala blanca.
Además de sus características de limpieza, el rendimiento integral de las plataformas de granito también supera ampliamente al del acero inoxidable. En términos de estabilidad térmica, su coeficiente de expansión térmica es de tan solo (4-8) × 10⁻⁶/℃, menos de la mitad que el del acero inoxidable (aproximadamente 17 × 10⁻⁶/℃), lo que permite mantener mejor la precisión de posicionamiento del equipo de detección cuando fluctúa la temperatura en la sala limpia. Su alta característica de amortiguación (coeficiente de amortiguación > 0,05) puede atenuar rápidamente la vibración del equipo y evitar que la sonda de detección vibre. Su resistencia natural a la corrosión le permite mantenerse estable incluso bajo la exposición a disolventes fotorresistentes, gases de grabado y otros productos químicos sin necesidad de un recubrimiento protector adicional.
Actualmente, las plataformas de granito se utilizan ampliamente en plantas avanzadas de fabricación de obleas. Los datos muestran que, tras la adopción de la plataforma de granito, la tasa de errores de cálculo en la detección de partículas en la superficie de las obleas se ha reducido en un 60 %, el ciclo de calibración de los equipos se ha triplicado y el coste total de producción se ha reducido en un 25 %. A medida que la industria de semiconductores avanza hacia una mayor precisión, las plataformas de granito, con sus ventajas clave, como la cero liberación de iones metálicos y la baja contaminación por partículas, seguirán ofreciendo un soporte estable y fiable para la inspección de obleas, convirtiéndose en un factor clave para el progreso de la industria.
Hora de publicación: 20 de mayo de 2025