V oblasti kontroly polovodičových doštičiek je čistota prostredia čistých priestorov priamo úmerná výťažnosti produktu. S neustálym zlepšovaním presnosti procesov výroby čipov sú požiadavky na nosné platformy detekčných zariadení čoraz prísnejšie. Žulové platformy s ich vlastnosťami nulového uvoľňovania kovových iónov a nízkeho znečistenia časticami prekonali tradičné materiály z nehrdzavejúcej ocele a stali sa preferovaným riešením pre zariadenia na kontrolu doštičiek.
Žula je prírodná vyvretá hornina zložená prevažne z nekovových minerálov, ako je kremeň, živec a sľuda. Táto vlastnosť jej dáva výhodu nulového uvoľňovania kovových iónov. Naproti tomu nehrdzavejúca oceľ, ako zliatina kovov, ako je železo, chróm a nikel, je náchylná na elektrochemickú koróziu na svojom povrchu v dôsledku erózie vodnou parou a kyslými alebo alkalickými plynmi v prostredí čistej miestnosti, čo vedie k vyzrážaniu kovových iónov, ako sú Fe²⁺ a Cr³⁺. Keď sa tieto drobné ióny prichytia na povrch doštičky, zmenia elektrické vlastnosti polovodičového materiálu v následných procesoch, ako je fotolitografia a leptanie, spôsobia posun prahového napätia tranzistora a dokonca povedú ku skratom v obvode. Údaje z testov profesionálnych inštitúcií ukazujú, že po tom, čo bola žulová platforma nepretržite vystavená simulovanému prostrediu čistej miestnosti s teplotou a vlhkosťou (23 ± 0,5 ℃, 45 % ± 5 % relatívnej vlhkosti) počas 1000 hodín, bolo uvoľňovanie kovových iónov nižšie ako detekčný limit (< 0,1 ppb). Miera defektov doštičiek spôsobená kontamináciou kovovými iónmi pri použití platforiem z nehrdzavejúcej ocele môže dosiahnuť až 15 % až 20 %.
Pokiaľ ide o kontrolu kontaminácie časticami, žulové plošiny dosahujú tiež výnimočne dobré výsledky. Čisté priestory majú extrémne vysoké požiadavky na koncentráciu suspendovaných častíc vo vzduchu. Napríklad v čistých priestoroch triedy ISO 1 nepresahuje počet povolených častíc s veľkosťou 0,1 μm na meter kubický 10. Aj keď je plošina z nehrdzavejúcej ocele leštená, môže v dôsledku vonkajších síl, ako sú vibrácie zariadenia a obsluha personálu, stále produkovať kovové úlomky alebo odlupovanie oxidových usadenín, čo môže rušiť optickú dráhu detekcie alebo poškriabať povrch doštičky. Žulové plošiny s ich hustou minerálnou štruktúrou (hustota ≥2,7 g/cm³) a vysokou tvrdosťou (6 – 7 na Mohsovej stupnici) nie sú náchylné na opotrebovanie alebo lámanie pri dlhodobom používaní. Namerané hodnoty ukazujú, že dokážu znížiť koncentráciu suspendovaných častíc vo vzduchu v oblasti detekčného zariadenia o viac ako 40 % v porovnaní s plošinami z nehrdzavejúcej ocele, čím účinne udržiavajú štandardy čistoty priestoru.
Okrem čistých vlastností, komplexný výkon žulových platforiem tiež ďaleko prevyšuje výkon nehrdzavejúcej ocele. Pokiaľ ide o tepelnú stabilitu, ich koeficient tepelnej rozťažnosti je iba (4-8) × 10⁻⁶/℃, čo je menej ako polovica koeficientu tepelnej rozťažnosti nehrdzavejúcej ocele (približne 17× 10⁻⁶/℃), čo umožňuje lepšie udržiavať presnosť polohovania detekčného zariadenia pri kolísaní teploty v čistej miestnosti. Vysoká tlmiaca charakteristika (tlmiaci pomer > 0,05) dokáže rýchlo zmierniť vibrácie zariadenia a zabrániť traseniu detekčnej sondy. Vďaka prirodzenej odolnosti proti korózii zostávajú stabilné aj pri vystavení fotorezistom, leptacím plynom a iným chemikáliám bez potreby dodatočnej ochrany náterom.
V súčasnosti sa žulové platformy široko používajú v moderných závodoch na výrobu doštičiek. Údaje ukazujú, že po zavedení žulovej platformy sa miera nesprávneho odhadu pri detekcii povrchových častíc doštičiek znížila o 60 %, kalibračný cyklus zariadenia sa strojnásobil a celkové výrobné náklady klesli o 25 %. Keďže sa polovodičový priemysel posúva smerom k vyššej presnosti, žulové platformy so svojimi hlavnými výhodami, ako je nulové uvoľňovanie kovových iónov a nízke znečistenie časticami, budú naďalej poskytovať stabilnú a spoľahlivú podporu pre kontrolu doštičiek a stanú sa dôležitou hnacou silou pokroku tohto odvetvia.
Čas uverejnenia: 20. mája 2025