У галузі випробування напівпровідників вибір матеріалу випробувальної платформи відіграє вирішальну роль у точності випробувань та стабільності обладнання. Порівняно з традиційними чавунними матеріалами, граніт стає ідеальним вибором для платформ для випробування напівпровідників завдяки своїм видатним характеристикам.
Виняткова стійкість до корозії забезпечує тривалу стабільну роботу
Під час процесу тестування напівпровідників часто використовуються різні хімічні реагенти, такі як розчин гідроксиду калію (KOH), що використовується для проявлення фоторезисту, та висококорозійні речовини, такі як плавикова кислота (HF) та азотна кислота (HNO₃), у процесі травлення. Чавун в основному складається з елементів заліза. У такому хімічному середовищі дуже ймовірно відбуваються окислювально-відновні реакції. Атоми заліза втрачають електрони та вступають у реакції витіснення з кислотними речовинами в розчині, що викликає швидку корозію поверхні, утворення іржі та заглиблень, а також пошкоджує площинність та точність розмірів платформи.
Натомість, мінеральний склад граніту надає йому надзвичайної стійкості до корозії. Його основний компонент, кварц (SiO₂), має надзвичайно стабільні хімічні властивості та майже не реагує зі звичайними кислотами та основами. Такі мінерали, як польовий шпат, також інертні в загальних хімічних середовищах. Велика кількість експериментів показала, що в тому ж імітованому хімічному середовищі для виявлення напівпровідників хімічна корозійна стійкість граніту більш ніж у 15 разів вища, ніж у чавуну. Це означає, що використання гранітних платформ може значно зменшити частоту та вартість обслуговування обладнання, спричиненого корозією, продовжити термін служби обладнання та забезпечити довгострокову стабільність точності виявлення.
Надвисока стабільність, що відповідає вимогам точності виявлення на нанометровому рівні
Тестування напівпровідників має надзвичайно високі вимоги до стабільності платформи та потребує точного вимірювання характеристик мікросхеми на нанорівні. Коефіцієнт теплового розширення чавуну є відносно високим, приблизно 10-12 ×10⁻⁶/℃. Тепло, що утворюється внаслідок роботи детекторного обладнання або коливань температури навколишнього середовища, спричиняє значне теплове розширення та стиснення чавунної платформи, що призводить до відхилення положення між детекторним зондом та мікросхемою та впливає на точність вимірювання.
Коефіцієнт теплового розширення граніту становить лише 0,6-5×10⁻⁶/℃, що є часткою або навіть нижче, ніж у чавуну. Його структура щільна. Внутрішні напруження практично усунуті завдяки тривалому природному старінню та мінімально залежать від змін температури. Крім того, граніт має високу жорсткість, твердість якої в 2-3 рази вища, ніж у чавуну (еквівалент HRC > 51), що дозволяє ефективно протистояти зовнішнім впливам та вібраціям, а також підтримувати площинність та прямолінійність платформи. Наприклад, при високоточному виявленні мікросхем гранітна платформа може контролювати похибку площинності в межах ±0,5 мкм/м, гарантуючи, що обладнання для виявлення все ще може досягати нанорозмірного виявлення в складних середовищах.
Видатна антимагнітна властивість, що створює чисте середовище виявлення
Електронні компоненти та датчики в обладнанні для випробування напівпровідників надзвичайно чутливі до електромагнітних перешкод. Чавун має певний ступінь магнетизму. В електромагнітному середовищі він генеруватиме індуковане магнітне поле, яке перешкоджатиме електромагнітним сигналам обладнання для виявлення, що призведе до спотворення сигналу та аномальних даних виявлення.
Граніт, з іншого боку, є антимагнітним матеріалом і майже не поляризується зовнішніми магнітними полями. Внутрішні електрони існують парами всередині хімічних зв'язків, а структура стабільна, не піддається впливу зовнішніх електромагнітних сил. У сильному магнітному полі 10 мТл напруженість індукованого магнітного поля на поверхні граніту становить менше 0,001 мТл, тоді як на поверхні чавуну вона перевищує 8 мТл. Ця особливість дозволяє гранітній платформі створювати чисте електромагнітне середовище для обладнання для виявлення, особливо придатне для сценаріїв зі суворими вимогами до електромагнітного шуму, таких як квантове виявлення мікросхем та високоточне виявлення аналогових схем, що ефективно підвищує надійність та узгодженість результатів виявлення.
У будівництві платформ для випробування напівпровідників граніт значно перевершив чавунні матеріали завдяки своїм значним перевагам, таким як стійкість до корозії, стабільність та антимагнетизм. З розвитком напівпровідникових технологій у напрямку підвищення точності граніт відіграватиме дедалі важливішу роль у забезпеченні продуктивності випробувального обладнання та сприянні розвитку напівпровідникової промисловості.
Час публікації: 15 травня 2025 р.