Í framleiðslu hálfleiðara hefur nákvæmni búnaðar til að skoða skífur bein áhrif á gæði og afköst flísanna. Sem grunnur að kjarnagreiningaríhlutum gegnir víddarstöðugleiki grunnefnis búnaðarins lykilhlutverki í langtíma rekstrarafköstum búnaðarins. Granít og steypujárn eru tvö algeng grunnefni fyrir búnað til að skoða skífur. 10 ára samanburðarrannsókn hefur leitt í ljós verulegan mun á milli þeirra hvað varðar víddarstöðugleika, sem veitir mikilvægar viðmiðanir fyrir val á búnaði.
Tilraunabakgrunnur og hönnun
Framleiðsluferli hálfleiðaraþynnna gerir afar miklar kröfur um nákvæmni í greiningu. Jafnvel lítil frávik á míkrómetrastigi geta leitt til lækkunar á afköstum flísanna eða jafnvel úrgangs. Til að kanna víddarstöðugleika graníts og steypujárns við langtímanotkun hannaði rannsóknarteymið tilraunir sem hermdu eftir raunverulegu vinnuumhverfi. Granít- og steypujárnsýni með sömu forskrift voru valin og sett í umhverfisklefa þar sem hitastigið sveiflaðist frá 15°C til 35°C og rakastigið sveiflaðist frá 30% til 70% RH. Vélrænn titringur við notkun búnaðarins var hermdur með titringstöflu. Helstu víddir sýnanna voru mældar ársfjórðungslega með nákvæmum leysigeislamæli og gögnin voru skráð samfellt í 10 ár.
Tilraunaniðurstaða: Algjör kostur graníts
Tíu ára tilraunagögn sýna að granít undirlag sýnir ótrúlegan stöðugleika. Varmaþenslustuðullinn er afar lágur, að meðaltali aðeins 4,6 × 10⁻⁶/℃. Við miklar hitabreytingar er víddarfrávikið alltaf stjórnað innan ±0,001 mm. Þétt uppbygging granítsins gerir það nánast óbreytt við rakastigsbreytingar og engar mælanlegar víddarbreytingar eiga sér stað. Í umhverfi með vélrænum titringi gleypa framúrskarandi dempunareiginleikar granítsins titringsorku á áhrifaríkan hátt og víddarsveiflurnar eru afar litlar.
Aftur á móti nær meðalhitaþenslustuðull steypujárns undirlagsins 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃ og hámarksvíddarfrávik vegna hitabreytinga innan 10 ára er ±0,05 mm. Í röku umhverfi er steypujárn viðkvæmt fyrir ryði og tæringu. Sum sýni sýna staðbundna aflögun og víddarfrávikið eykst enn frekar. Undir áhrifum vélræns titrings hefur steypujárn lélega titringsdempunargetu og stærð þess sveiflast oft, sem gerir það erfitt að uppfylla kröfur um mikla nákvæmni við skoðun á skífum.
Helsta ástæðan fyrir mismuninum í stöðugleika
Granít hefur myndast á hundruðum milljóna ára í jarðfræðilegum ferlum. Innri uppbygging þess er þétt og einsleit og steinefnakristallarnir eru stöðugt raðaðir, sem útilokar innri spennu frá náttúrunnar hendi. Þetta gerir það afar ónæmt fyrir breytingum á ytri þáttum eins og hitastigi, raka og titringi. Steypujárn er framleitt með steypuferli og hefur smásæja galla eins og svitaholur og sandholur að innan. Á sama tíma er leifarspenna sem myndast við steypuferlið viðkvæm fyrir víddarbreytingum undir áhrifum ytra umhverfisins. Málmeiginleikar steypujárns gera það viðkvæmt fyrir ryði vegna raka, sem flýtir fyrir skemmdum á uppbyggingu og dregur úr víddarstöðugleika.
Áhrif á búnað til skoðunar á skífum
Skoðunarbúnaður fyrir skífur, byggður á granítundirlagi, með stöðugri víddarafköstum, getur tryggt að skoðunarkerfið viðhaldi mikilli nákvæmni í langan tíma, dregið úr rangri mati og mistökum í greiningu vegna nákvæmnisbreytinga í búnaði og bætt verulega afköst vörunnar. Á sama tíma dregur lágt viðhaldsþörf úr heildarlíftímakostnaði búnaðarins. Búnaður sem notar steypujárnundirlag þarfnast tíðrar kvörðunar og viðhalds vegna lélegs víddarstöðugleika. Þetta eykur ekki aðeins rekstrarkostnað heldur getur það einnig haft áhrif á gæði framleiðslu hálfleiðara vegna ófullnægjandi nákvæmni, sem veldur hugsanlegu efnahagslegu tjóni.
Í ljósi þess að hálfleiðaraiðnaðurinn leitast við að ná meiri nákvæmni og gæðum er það án efa skynsamlegt að velja granít sem grunnefni fyrir skoðunarbúnað fyrir skífur til að tryggja afköst búnaðarins og auka samkeppnishæfni fyrirtækja.
Birtingartími: 14. maí 2025