वेफर कटिंग उपकरण में कंपन प्रतिरोध और तापीय स्थिरता के संदर्भ में ग्रेनाइट आधार के लाभ।

सेमीकंडक्टर उद्योग के नैनोस्केल निर्माण प्रक्रियाओं की ओर बढ़ने की प्रक्रिया में, चिप निर्माण की एक प्रमुख कड़ी के रूप में, वेफर कटिंग के लिए उपकरण स्थिरता की अत्यंत कठोर आवश्यकताएँ हैं। ग्रेनाइट बेस, अपने उत्कृष्ट कंपन प्रतिरोध और तापीय स्थिरता के साथ, वेफर कटिंग उपकरणों का एक प्रमुख घटक बन गया है, जो उच्च-परिशुद्धता और उच्च-दक्षता वाले वेफर प्रसंस्करण की विश्वसनीय गारंटी प्रदान करता है।

उच्च अवमंदन और कंपन-रोधी विशेषताएँ: नैनो-स्तर की काटने की सटीकता की सुरक्षा
जब वेफर कटिंग उपकरण चालू होता है, तो स्पिंडल का उच्च-गति घूर्णन, कटिंग टूल का उच्च-आवृत्ति कंपन, और आसपास के उपकरणों द्वारा उत्पन्न पर्यावरणीय कंपन, सभी कटिंग सटीकता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। पारंपरिक धातु बेस का अवमंदन प्रदर्शन सीमित होता है, जिससे कंपन को तेज़ी से कम करना मुश्किल हो जाता है, जिससे कटिंग टूल्स में माइक्रोन-स्तर का कंपन होता है और वेफर पर किनारों के टूटने और दरारों जैसे दोषों का सीधा कारण बनता है। ग्रेनाइट बेस की उच्च अवमंदन विशेषताओं ने इस समस्या का मूल रूप से समाधान कर दिया है।
ग्रेनाइट के आंतरिक खनिज क्रिस्टल आपस में गुंथे हुए हैं, जो एक प्राकृतिक ऊर्जा अपव्यय संरचना बनाते हैं। जब कंपन आधार तक संचारित होता है, तो इसकी आंतरिक सूक्ष्म संरचना कंपन ऊर्जा को तेज़ी से ऊष्मीय ऊर्जा में परिवर्तित कर सकती है, जिससे कुशल कंपन क्षीणन प्राप्त होता है। प्रायोगिक आँकड़े दर्शाते हैं कि समान कंपन वातावरण में, ग्रेनाइट आधार 0.5 सेकंड के भीतर कंपन आयाम को 90% से अधिक कम कर सकता है, जबकि धातु आधार को इसके लिए 3 से 5 सेकंड की आवश्यकता होती है। यह उत्कृष्ट अवमंदन प्रदर्शन सुनिश्चित करता है कि नैनोस्केल कटिंग प्रक्रिया के दौरान कटिंग उपकरण स्थिर रहे, जिससे वेफर कटिंग का किनारा चिकना रहे और चिपिंग दर प्रभावी रूप से कम हो। उदाहरण के लिए, 5nm वेफर कटिंग प्रक्रिया में, ग्रेनाइट आधार वाला उपकरण 10μm के भीतर चिपिंग आकार को नियंत्रित कर सकता है, जो धातु आधार वाले उपकरणों की तुलना में 40% अधिक है।
तापीय प्रसार का अति-निम्न गुणांक: तापमान में उतार-चढ़ाव के प्रभाव के प्रति प्रतिरोधी
वेफर कटिंग प्रक्रिया के दौरान, कटिंग टूल्स के घर्षण से उत्पन्न ऊष्मा, उपकरणों के दीर्घकालिक संचालन से उत्पन्न ऊष्मा क्षय, और कार्यशाला के परिवेश के तापमान में परिवर्तन, ये सभी उपकरण घटकों के ऊष्मीय विरूपण का कारण बन सकते हैं। धात्विक पदार्थों का ऊष्मीय प्रसार गुणांक अपेक्षाकृत उच्च (लगभग 12×10⁻⁶/°C) होता है। जब तापमान में 5°C का उतार-चढ़ाव होता है, तो 1 मीटर लंबे धातु के आधार में 60μm का विरूपण हो सकता है, जिससे कटिंग स्थिति बदल जाती है और कटिंग सटीकता गंभीर रूप से प्रभावित होती है।
ग्रेनाइट बेस का ऊष्मीय प्रसार गुणांक केवल (4-8) ×10⁻⁶/℃ है, जो धातु सामग्री के एक-तिहाई से भी कम है। समान तापमान परिवर्तन के तहत, इसके आयामी परिवर्तन को लगभग अनदेखा किया जा सकता है। एक निश्चित अर्धचालक विनिर्माण उद्यम के मापा आंकड़ों से पता चलता है कि 8 घंटे के निरंतर उच्च-तीव्रता वाले वेफर कटिंग ऑपरेशन के दौरान, जब परिवेश के तापमान में 10℃ का उतार-चढ़ाव होता है, तो ग्रेनाइट बेस वाले उपकरण की कटिंग स्थिति ऑफसेट 20μm से कम होती है, जबकि धातु बेस वाले उपकरण की 60μm से अधिक होती है। यह स्थिर ऊष्मीय प्रदर्शन सुनिश्चित करता है कि कटिंग टूल और वेफर के बीच सापेक्ष स्थिति हर समय सटीक बनी रहे। दीर्घकालिक निरंतर संचालन या पर्यावरणीय तापमान में भारी बदलाव के तहत भी, कटिंग सटीकता की स्थिरता बनाए रखी जा सकती है।
कठोरता और घिसाव प्रतिरोध: उपकरण के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को सुनिश्चित करें
कंपन प्रतिरोध और तापीय स्थिरता के लाभों के अलावा, ग्रेनाइट बेस की उच्च कठोरता और घिसाव प्रतिरोध वेफर कटिंग उपकरण की विश्वसनीयता को और बढ़ाते हैं। ग्रेनाइट की कठोरता मोह्स पैमाने पर 6 से 7 के बीच होती है और इसकी संपीडन शक्ति 120MPa से अधिक होती है। यह कटिंग प्रक्रिया के दौरान अत्यधिक दबाव और आघात बल को सहन कर सकता है और विरूपण के लिए प्रवण नहीं होता है। साथ ही, इसकी सघन संरचना इसे उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध प्रदान करती है। बार-बार कटिंग के दौरान भी, बेस की सतह घिसाव के लिए प्रवण नहीं होती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि उपकरण लंबे समय तक उच्च-सटीक संचालन बनाए रखता है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, कई वेफर निर्माण उद्यमों ने ग्रेनाइट बेस वाले कटिंग उपकरण अपनाकर उत्पाद की उपज और उत्पादन क्षमता में उल्लेखनीय सुधार किया है। एक विश्व-प्रमुख फाउंड्री के आंकड़ों से पता चलता है कि ग्रेनाइट बेस उपकरण अपनाने के बाद, वेफर कटिंग उपज 88% से बढ़कर 95% से अधिक हो गई है, और उपकरण रखरखाव चक्र तीन गुना बढ़ गया है, जिससे उत्पादन लागत में प्रभावी रूप से कमी आई है और बाजार में प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ी है।
निष्कर्षतः, ग्रेनाइट बेस, अपने उत्कृष्ट कंपन प्रतिरोध, तापीय स्थिरता, उच्च कठोरता और घिसाव प्रतिरोध के साथ, वेफर कटिंग उपकरणों के लिए व्यापक प्रदर्शन गारंटी प्रदान करता है। जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर तकनीक उच्च परिशुद्धता की ओर अग्रसर होती है, ग्रेनाइट बेस वेफर निर्माण के क्षेत्र में और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा, जिससे सेमीकंडक्टर उद्योग के निरंतर नवीन विकास को बढ़ावा मिलेगा।