Na področju proizvodnje polprevodnikov čistoča čistega okolja neposredno vpliva na stopnjo izkoristka rezin in zmogljivost čipov. Vseh 5 najboljših obratov za proizvodnjo rezin na svetu je postopoma opustilo tradicionalne materiale iz litega železa in prešlo na granitne ploščadi. Za to preobrazbo stoji končno prizadevanje za okolje brez onesnaževanja v čistih prostorih. Granitne ploščadi s svojimi značilnostmi so pokazale neprimerljive prednosti v čistih prostorih in postale novi favorit obratov za proizvodnjo rezin.
"Usodna napaka" litoželeznih materialov v čistih prostorih
Lito železo je kot tradicionalni industrijski material nekoč imelo določene prednosti v mehanskih lastnostih, vendar ima v okolju čistih prostorov za polprevodnike številne težave. Prvič, površinska mikrostruktura litega železa ni gosta, z velikim številom por in drobnih razpok, ki so nevidne s prostim očesom. Med vsakodnevnim delovanjem čistih prostorov so te pore zelo nagnjene k adsorbiranju prahu, oljnih madežev in različnih kemičnih onesnaževal, zaradi česar postanejo skrivališča za vire onesnaženja. Ko se onesnaževalci med natančnimi postopki izdelave rezin naberejo, lahko odpadejo in se primejo površine rezine, kar povzroči resne težave s kakovostjo, kot so kratki stiki in odprti tokokrogi v čipu.
Drugič, lito železo ima relativno slabo kemijsko stabilnost. Med postopkom izdelave rezin se uporabljajo različni korozivni kemični reagenti, kot sta fluorovodikova kislina in žveplova kislina. Lito železo je zaradi erozije teh kemičnih snovi nagnjeno k oksidacijskim in korozijskim reakcijam. Rja in kovinski ioni, ki nastanejo zaradi korozije, ne le onesnažujejo okolje čiste sobe, temveč lahko tudi kemično reagirajo z materiali na površini rezin, kar poškoduje fizikalne in kemijske lastnosti rezin in znatno zmanjša izkoristek izdelka.
Značilnost "ničelnega onesnaževanja" granitnih ploščadi
Razlog, zakaj so granitne plošče priljubljene v svetovnih tovarnah za proizvodnjo rezin, je njihova inherentna značilnost "ničelnega onesnaževanja". Granit je naravni kamen, ki je nastal v geoloških procesih skozi stotine milijonov let. Njegovi notranji mineralni kristali so tesno kristalizirani, struktura je gosta in enakomerna, na površini pa skoraj ni por. Ta edinstvena struktura zagotavlja, da ne bo vpijala prahu in onesnaževalcev. Tudi pri pogostih motnjah pretoka zraka ter dejavnostih osebja in opreme v čistem prostoru lahko površina granitne plošče ostane čista, kar preprečuje razmnoževanje in širjenje onesnaževalcev.
Kar zadeva kemijsko stabilnost, se granit izjemno dobro obnese. Njegove glavne sestavine so minerali, kot sta kremen in glinenec. Ima izjemno stabilne kemijske lastnosti in komaj reagira z običajnimi kemičnimi reagenti. V kompleksnem kemičnem okolju proizvodnje rezin lahko granitne plošče zlahka prenesejo erozijo različnih korozivnih reagentov, ne da bi pri tem nastajali korozijski produkti ali onesnaženje s kovinskimi ioni, kar zagotavlja varno in čisto osnovno platformo za proizvodnjo rezin. Hkrati granit ni prevoden in ne ustvarja statične elektrike, s čimer se izognemo tveganju onesnaženja, ki ga povzroča statična elektrika, ki adsorbira prašne delce, in dodatno zagotavljamo kakovost okolja v čistem prostoru.
Izbira materiala z vidika stroškov in koristi
Čeprav so začetni stroški nabave granitnih ploščadi relativno višji od stroškov litoželeznih, dolgoročno gledano celovite koristi, ki jih prinašajo, daleč presegajo razliko v stroških. Pogosto čiščenje in vzdrževanje litoželeznih ploščadi zaradi težav z onesnaženjem ter ogromne izgube zaradi povečanja stopnje napak izdelkov ohranjajo visoke skupne proizvodne stroške. Granitna ploščad s svojo prednostjo ničelnega onesnaževanja znatno zmanjša pogostost čiščenja in vzdrževanja v čistih sobah ter stopnjo napak izdelkov, zniža obratovalne stroške ter izboljša učinkovitost proizvodnje in kakovost izdelkov. Vzemimo za primer tovarno z letno proizvodno zmogljivostjo enega milijona rezin. Po uvedbi granitnih ploščadi se lahko izgube zaradi onesnaževanja zmanjšajo za več kot deset milijonov juanov letno, donosnost naložbe pa je zelo velika.
Pet največjih svetovnih obratov za proizvodnjo rezin je opustilo litoželezne in se odločilo za granitne platforme na podlagi celovitega premisleka o zahtevah za čiste prostore in učinkovitosti proizvodnje. Prednost granitnih platform, da ne onesnažujejo okolja, zagotavlja zanesljivo jamstvo za proizvodnjo rezin in spodbuja proizvodnjo polprevodnikov k večji natančnosti in višjim izkoristkom. Z nenehnim razvojem polprevodniške tehnologije bodo granitne platforme zagotovo igrale pomembnejšo vlogo v prihodnosti proizvodnje rezin.
Čas objave: 14. maj 2025