Inom halvledartestning spelar materialvalet för testplattformen en avgörande roll för testnoggrannheten och utrustningens stabilitet. Jämfört med traditionella gjutjärnsmaterial blir granit det ideala valet för halvledartestplattformar tack vare dess enastående prestanda.
Enastående korrosionsbeständighet säkerställer långsiktig stabil drift
Under halvledartestningsprocessen är ofta olika kemiska reagens involverade, såsom kaliumhydroxidlösning (KOH) som används för fotoresistframkallning, och mycket korrosiva ämnen som fluorvätesyra (HF) och salpetersyra (HNO₃) i etsningsprocessen. Gjutjärn består huvudsakligen av järnelement. I en sådan kemisk miljö är det mycket troligt att oxidations-reduktionsreaktioner inträffar. Järnatomer förlorar elektroner och genomgår undanträngningsreaktioner med sura ämnen i lösningen, vilket orsakar snabb korrosion av ytan, bildar rost och fördjupningar och skadar plattformens planhet och dimensionsnoggrannhet.
Granitens mineralsammansättning ger den däremot extraordinär korrosionsbeständighet. Dess huvudkomponent, kvarts (SiO₂), har extremt stabila kemiska egenskaper och reagerar knappast med vanliga syror och baser. Mineraler som fältspat är också inerta i allmänna kemiska miljöer. Ett stort antal experiment har visat att i samma simulerade kemiska miljö för halvledardetektering är granitens kemiska korrosionsbeständighet mer än 15 gånger högre än gjutjärns. Detta innebär att användning av granitplattformar avsevärt kan minska frekvensen och kostnaden för utrustningsunderhåll orsakat av korrosion, förlänga utrustningens livslängd och säkerställa långsiktig stabilitet i detekteringsnoggrannheten.
Ultrahög stabilitet, som uppfyller kraven på detektionsnoggrannhet på nanometernivå
Halvledartestning har extremt höga krav på plattformens stabilitet och behöver mäta chipets egenskaper exakt på nanoskala. Värmeutvidgningskoefficienten för gjutjärn är relativt hög, ungefär 10⁻⁶ × 10⁻⁶/℃. Värmen som genereras av detektionsutrustningens drift eller fluktuationer i omgivningstemperaturen kommer att orsaka betydande termisk utvidgning och sammandragning av gjutjärnsplattformen, vilket resulterar i en positionsavvikelse mellan detektionssonden och chipet och påverkar mätnoggrannheten.
Granitens värmeutvidgningskoefficient är endast 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, vilket är en bråkdel eller till och med lägre än gjutjärnets. Dess struktur är tät. Den inre spänningen har i princip eliminerats genom långvarigt naturligt åldrande och påverkas minimalt av temperaturförändringar. Dessutom har granit stark styvhet, med en hårdhet som är 2 till 3 gånger högre än gjutjärnets (motsvarande HRC > 51), vilket effektivt kan motstå yttre stötar och vibrationer och bibehålla plattformens planhet och rakhet. Till exempel, vid högprecisionsdetektering av chipkretsar kan granitplattformen kontrollera planhetsfelet inom ±0,5 μm/m, vilket säkerställer att detekteringsutrustningen fortfarande kan uppnå nanoskalig precisionsdetektering i komplexa miljöer.
Enastående antimagnetiska egenskaper, vilket skapar en ren detektionsmiljö
De elektroniska komponenterna och sensorerna i halvledartestutrustning är extremt känsliga för elektromagnetisk störning. Gjutjärn har en viss grad av magnetism. I en elektromagnetisk miljö genererar det ett inducerat magnetfält som stör de elektromagnetiska signalerna från detektionsutrustningen, vilket resulterar i signalförvrängning och onormala detektionsdata.
Granit, å andra sidan, är ett antimagnetiskt material och polariseras knappast av externa magnetfält. De interna elektronerna existerar parvis inom de kemiska bindningarna, och strukturen är stabil och påverkas inte av externa elektromagnetiska krafter. I en stark magnetfältmiljö på 10 mT är den inducerade magnetfältintensiteten på granitens yta mindre än 0,001 mT, medan den på gjutjärnsytan är så hög som mer än 8 mT. Denna funktion gör det möjligt för granitplattformen att skapa en ren elektromagnetisk miljö för detektionsutrustningen, särskilt lämplig för scenarier med strikta krav på elektromagnetiskt brus, såsom kvantchipdetektering och högprecisionsdetektering av analoga kretsar, vilket effektivt förbättrar tillförlitligheten och konsistensen hos detekteringsresultaten.
Inom konstruktionen av plattformar för halvledartestning har granit vida överträffat gjutjärnsmaterial tack vare dess betydande fördelar som korrosionsbeständighet, stabilitet och antimagnetism. I takt med att halvledartekniken utvecklas mot högre precision kommer granit att spela en allt viktigare roll för att säkerställa testutrustningens prestanda och främja halvledarindustrins framsteg.
Publiceringstid: 15 maj 2025