В областта на тестването на полупроводници, изборът на материал за тестовата платформа играе решаваща роля за точността на тестването и стабилността на оборудването. В сравнение с традиционните чугунени материали, гранитът се превръща в идеалния избор за платформи за тестване на полупроводници поради изключителните си характеристики.
Изключителната устойчивост на корозия осигурява дългосрочна стабилна работа
По време на процеса на тестване на полупроводници често се използват различни химични реактиви, като например разтвор на калиев хидроксид (KOH), използван за проявяване на фоторезист, и силно корозивни вещества като флуороводородна киселина (HF) и азотна киселина (HNO₃) в процеса на ецване. Чугунът е съставен главно от железни елементи. В такава химическа среда е много вероятно да възникнат окислително-редукционни реакции. Железните атоми губят електрони и претърпяват реакции на изместване с киселинни вещества в разтвора, причинявайки бърза корозия на повърхността, образувайки ръжда и вдлъбнатини и нарушавайки плоскостта и точността на размерите на платформата.
За разлика от това, минералният състав на гранита му придава изключителна устойчивост на корозия. Основният му компонент, кварцът (SiO₂), има изключително стабилни химични свойства и трудно реагира с обичайните киселини и основи. Минерали като фелдшпат също са инертни в общи химични среди. Голям брой експерименти показват, че в една и съща симулирана химическа среда за откриване на полупроводници, химическата корозионна устойчивост на гранита е повече от 15 пъти по-висока от тази на чугуна. Това означава, че използването на гранитни платформи може значително да намали честотата и разходите за поддръжка на оборудването, причинени от корозия, да удължи експлоатационния живот на оборудването и да осигури дългосрочна стабилност на точността на откриване.
Ултрависока стабилност, отговаряща на изискванията за точност на откриване на нанометрово ниво
Тестването на полупроводници има изключително високи изисквания за стабилност на платформата и изисква прецизно измерване на характеристиките на чипа в наномащаб. Коефициентът на термично разширение на чугуна е сравнително висок, приблизително 10-12 ×10⁻⁶/℃. Топлината, генерирана от работата на детекторното оборудване или колебанията в околната температура, ще причини значително термично разширение и свиване на чугунената платформа, което ще доведе до отклонение в позицията между детекторната сонда и чипа и ще повлияе на точността на измерване.
Коефициентът на термично разширение на гранита е само 0,6-5×10⁻⁶/℃, което е част или дори по-малко от този на чугуна. Структурата му е плътна. Вътрешното напрежение е елиминирано чрез дългосрочно естествено стареене и е минимално засегнато от температурните промени. Освен това, гранитът има силна твърдост, с твърдост 2 до 3 пъти по-висока от тази на чугуна (еквивалентна на HRC > 51), което му позволява ефективно да устои на външни удари и вибрации и да поддържа плоскост и праволинейност на платформата. Например, при високопрецизно откриване на чипове, гранитната платформа може да контролира грешката в плоскост в рамките на ±0,5μm/m, което гарантира, че оборудването за откриване все още може да постигне наномащабна прецизност в сложни среди.
Изключително антимагнитно свойство, създаващо чиста среда за откриване
Електронните компоненти и сензорите в оборудването за тестване на полупроводници са изключително чувствителни към електромагнитни смущения. Чугунът има известна степен на магнетизъм. В електромагнитна среда той генерира индуцирано магнитно поле, което ще смущава електромагнитните сигнали на оборудването за детектиране, което ще доведе до изкривяване на сигнала и анормални данни от детектирането.
Гранитът, от друга страна, е антимагнитен материал и едва се поляризира от външни магнитни полета. Вътрешните електрони съществуват по двойки в рамките на химичните връзки и структурата е стабилна, не се влияе от външни електромагнитни сили. В среда със силно магнитно поле от 10mT, индуцираният интензитет на магнитното поле върху повърхността на гранита е по-малък от 0,001mT, докато този върху повърхността на чугуна е по-висок от 8mT. Тази характеристика позволява на гранитната платформа да създаде чиста електромагнитна среда за оборудването за детектиране, особено подходяща за сценарии със строги изисквания за електромагнитен шум, като например квантово детектиране на чипове и високопрецизно аналогово детектиране на вериги, като ефективно повишава надеждността и постоянството на резултатите от детектирането.
При изграждането на платформи за тестване на полупроводници, гранитът е надминал значително чугунените материали поради значителните си предимства като устойчивост на корозия, стабилност и антимагнетизъм. С напредването на полупроводниковите технологии към по-висока прецизност, гранитът ще играе все по-важна роля за осигуряване на производителността на тестовото оборудване и насърчаване на напредъка на полупроводниковата индустрия.
Време на публикуване: 15 май 2025 г.