I forbindelse med halvlederindustriens overgang til nanoskalaproduktionsprocesser stiller waferskæring, som et centralt led i chipproduktion, ekstremt strenge krav til udstyrets stabilitet. Granitbasen, med sin enestående vibrationsmodstand og termiske stabilitet, er blevet en kernekomponent i waferskæreudstyr og giver en pålidelig garanti for at opnå højpræcision og højeffektiv waferbehandling.
Høje dæmpnings- og antivibrationsegenskaber: Sikring af skærepræcision på nanoniveau
Når waferskæreudstyret er i drift, vil spindelens højhastighedsrotation, skæreværktøjets højfrekvente vibrationer og de miljømæssige vibrationer, der genereres af det omgivende udstyr, have en betydelig indflydelse på skærepræcisionen. Dæmpningsevnen for traditionelle metalbaser er begrænset, hvilket gør det vanskeligt hurtigt at dæmpe vibrationer, hvilket fører til mikronniveau-jitter i skæreværktøjer og direkte forårsager defekter såsom afskallede kanter og revner på wafere. Granitbasens høje dæmpningsegenskaber har fundamentalt løst dette problem.
Granits indre mineralkrystaller er tæt sammenflettet og danner en naturlig energiafledningsstruktur. Når vibrationerne overføres til basen, kan dens indre mikrostruktur hurtigt omdanne vibrationsenergien til termisk energi og opnå effektiv vibrationsdæmpning. Eksperimentelle data viser, at granitbasen under det samme vibrationsmiljø kan dæmpe vibrationsamplituden med mere end 90 % inden for 0,5 sekunder, mens metalbasen kræver 3 til 5 sekunder. Denne enestående dæmpningsevne sikrer, at skæreværktøjet forbliver stabilt under nanoskala-skæreprocessen, hvilket garanterer en glat kant af waferskæringen og effektivt reducerer flisningshastigheden. For eksempel kan udstyr med en granitbase i 5nm waferskæringsprocessen kontrollere flisningsstørrelsen inden for 10 μm, hvilket er over 40 % højere end udstyr med en metalbase.
Ultralav termisk udvidelseskoefficient: Modstandsdygtig over for temperaturudsving
Under waferskæringsprocessen kan varme genereret fra friktion fra skæreværktøjerne, varmeafledning fra udstyrets langvarige drift og ændringer i værkstedstemperaturen forårsage termisk deformation af udstyrets komponenter. Den termiske udvidelseskoefficient for metalliske materialer er relativt høj (ca. 12×10⁻⁶/℃). Når temperaturen svinger med 5℃, kan en 1 meter lang metalbase undergå en deformation på 60 μm, hvilket får skærepositionen til at ændre sig og alvorligt påvirke skærepræcisionen.
Granitbasens termiske udvidelseskoefficient er kun (4-8) × 10⁻⁶/℃, hvilket er mindre end en tredjedel af metalmaterialernes. Under den samme temperaturændring kan dens dimensionelle ændring næsten ignoreres. De målte data fra en bestemt halvlederproduktionsvirksomhed viser, at under en 8-timers kontinuerlig højintensitetswaferskæringsoperation, når omgivelsestemperaturen svinger med 10℃, er skærepositionsforskydningen for udstyr med granitbase mindre end 20 μm, mens den for udstyr med metalbase overstiger 60 μm. Denne stabile termiske ydeevne sikrer, at den relative position mellem skæreværktøjet og waferen forbliver præcis til enhver tid. Selv under langvarig kontinuerlig drift eller drastiske ændringer i omgivelsestemperaturen kan den ensartede skærenøjagtighed opretholdes.
Stivhed og slidstyrke: Sikrer udstyrets langsigtede stabile drift
Ud over fordelene ved vibrationsmodstand og termisk stabilitet forbedrer granitbasens høje stivhed og slidstyrke yderligere pålideligheden af waferskæreudstyret. Granit har en hårdhed på 6 til 7 på Mohs-skalaen og en trykstyrke på over 120 MPa. Det kan modstå det enorme tryk og den store slagkraft under skæreprocessen og er ikke tilbøjeligt til deformation. Samtidig giver dets tætte struktur det fremragende slidstyrke. Selv under hyppige skæreoperationer er basens overflade ikke tilbøjelig til slid, hvilket sikrer, at udstyret opretholder højpræcisionsdrift i lang tid.
I praktiske anvendelser har mange waferproducenter forbedret produktudbyttet og produktionseffektiviteten betydeligt ved at implementere skæreudstyr med granitbaser. Data fra et globalt førende støberi viser, at waferskæreudbyttet efter introduktionen af granitbaseret udstyr er steget fra 88 % til over 95 %, og udstyrets vedligeholdelsescyklus er blevet tredoblet, hvilket effektivt reducerer produktionsomkostningerne og forbedrer markedets konkurrenceevne.
Afslutningsvis giver granitbasen med sin fremragende vibrationsmodstand, termiske stabilitet, høje stivhed og slidstyrke omfattende ydeevnegarantier for waferskæreudstyr. Efterhånden som halvlederteknologien udvikler sig mod højere præcision, vil granitbaser spille en mere betydelig rolle inden for waferfremstilling og fremme den kontinuerlige innovative udvikling af halvlederindustrien.
Udsendelsestidspunkt: 20. maj 2025