Na področju testiranja polprevodnikov ima izbira materiala preskusne platforme odločilno vlogo pri natančnosti testiranja in stabilnosti opreme. V primerjavi s tradicionalnimi litoželeznimi materiali granit zaradi svoje izjemne zmogljivosti postaja idealna izbira za platforme za testiranje polprevodnikov.
Izjemna odpornost proti koroziji zagotavlja dolgoročno stabilno delovanje
Med postopkom testiranja polprevodnikov se pogosto uporabljajo različni kemični reagenti, kot je raztopina kalijevega hidroksida (KOH), ki se uporablja za razvoj fotorezista, in zelo korozivne snovi, kot sta fluorovodikova kislina (HF) in dušikova kislina (HNO₃), v procesu jedkanja. Lito železo je sestavljeno predvsem iz železovih elementov. V takšnem kemičnem okolju je zelo verjetno, da bodo prišlo do oksidacijsko-redukcijskih reakcij. Atomi železa izgubljajo elektrone in se s kislimi snovmi v raztopini izpodrivajo, kar povzroča hitro korozijo površine, nastanek rje in vdolbin ter poškoduje ravnost in dimenzijsko natančnost platforme.
V nasprotju s tem mineralna sestava granita zagotavlja izjemno odpornost proti koroziji. Njegova glavna sestavina, kremen (SiO₂), ima izjemno stabilne kemijske lastnosti in komaj reagira z običajnimi kislinami in bazami. Minerali, kot je glinenec, so tudi inertni v splošnih kemijskih okoljih. Številni poskusi so pokazali, da je v istem simuliranem kemijskem okolju za zaznavanje polprevodnikov kemijska korozijska odpornost granita več kot 15-krat višja kot pri litem železu. To pomeni, da lahko uporaba granitnih platform znatno zmanjša pogostost in stroške vzdrževanja opreme zaradi korozije, podaljša življenjsko dobo opreme in zagotovi dolgoročno stabilnost natančnosti zaznavanja.
Ultra visoka stabilnost, ki izpolnjuje zahteve glede natančnosti zaznavanja na nanometrski ravni
Testiranje polprevodnikov ima izjemno visoke zahteve glede stabilnosti platforme in mora natančno meriti značilnosti čipa na nanoskali. Koeficient toplotnega raztezanja litega železa je relativno visok, približno 10-12 ×10⁻⁶/℃. Toplota, ki nastane pri delovanju detekcijske opreme ali nihanju temperature okolice, povzroči znatno toplotno raztezanje in krčenje platforme iz litega železa, kar povzroči odstopanje položaja med detekcijsko sondo in čipom ter vpliva na natančnost meritev.
Koeficient toplotnega raztezanja granita je le 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, kar je delček ali celo manj kot pri litem železu. Njegova struktura je gosta. Notranje napetosti so bile v bistvu odpravljene z dolgotrajnim naravnim staranjem in nanje minimalno vplivajo temperaturne spremembe. Poleg tega ima granit močno togost, s trdoto, ki je 2- do 3-krat večja od trdote litega železa (kar ustreza HRC > 51), kar omogoča učinkovito odpornost na zunanje udarce in vibracije ter ohranja ravnost in premočrtnost platforme. Na primer, pri visoko natančnem zaznavanju čipov lahko granitna platforma nadzoruje napako ravnosti v območju ±0,5 μm/m, kar zagotavlja, da lahko oprema za zaznavanje še vedno doseže nanoskopsko natančno zaznavanje v kompleksnih okoljih.
Izjemna antimagnetna lastnost, ki ustvarja čisto okolje za zaznavanje
Elektronske komponente in senzorji v opremi za testiranje polprevodnikov so izjemno občutljivi na elektromagnetne motnje. Lito železo ima določeno stopnjo magnetizma. V elektromagnetnem okolju ustvarja inducirano magnetno polje, ki moti elektromagnetne signale detekcijske opreme, kar povzroča popačenje signala in nenormalne podatke zaznavanja.
Granit pa je antimagnetni material in ga zunanja magnetna polja komaj polarizirajo. Notranji elektroni obstajajo v parih znotraj kemičnih vezi, struktura pa je stabilna in nanjo ne vplivajo zunanje elektromagnetne sile. V okolju močnega magnetnega polja 10 mT je inducirana intenzivnost magnetnega polja na površini granita manjša od 0,001 mT, medtem ko je na površini litega železa več kot 8 mT. Ta lastnost omogoča granitni platformi, da ustvari čisto elektromagnetno okolje za detekcijsko opremo, še posebej primerno za scenarije s strogimi zahtevami glede elektromagnetnega šuma, kot sta kvantno zaznavanje čipov in visoko precizno zaznavanje analognih vezij, kar učinkovito izboljša zanesljivost in doslednost rezultatov zaznavanja.
Pri gradnji platform za testiranje polprevodnikov je granit zaradi svojih pomembnih prednosti, kot so odpornost proti koroziji, stabilnost in antimagnetizem, v veliki meri presegel litoželezne materiale. Z napredkom polprevodniške tehnologije v smeri večje natančnosti bo granit igral vse pomembnejšo vlogo pri zagotavljanju delovanja testne opreme in spodbujanju napredka polprevodniške industrije.
Čas objave: 15. maj 2025