В области тестирования полупроводников выбор материала испытательной платформы играет решающую роль в точности тестирования и стабильности оборудования. По сравнению с традиционными чугунными материалами, гранит становится идеальным выбором для испытательных платформ полупроводников благодаря своим выдающимся характеристикам.
Выдающаяся коррозионная стойкость обеспечивает длительную стабильную работу.
В процессе тестирования полупроводников часто используются различные химические реагенты, такие как раствор гидроксида калия (KOH), применяемый для проявления фоторезиста, и высококоррозионные вещества, такие как плавиковая кислота (HF) и азотная кислота (HNO₃), используемые в процессе травления. Чугун в основном состоит из элементов железа. В такой химической среде высока вероятность протекания окислительно-восстановительных реакций. Атомы железа теряют электроны и вступают в реакции замещения с кислыми веществами в растворе, вызывая быструю коррозию поверхности, образование ржавчины и углублений, а также ухудшая плоскостность и точность размеров платформы.
В отличие от этого, минеральный состав гранита наделяет его исключительной коррозионной стойкостью. Его основной компонент, кварц (SiO₂), обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами и практически не реагирует с обычными кислотами и щелочами. Такие минералы, как полевой шпат, также инертны в обычных химических средах. Многочисленные эксперименты показали, что в той же имитированной химической среде полупроводникового детектора химическая коррозионная стойкость гранита более чем в 15 раз выше, чем у чугуна. Это означает, что использование гранитных платформ может значительно снизить частоту и стоимость технического обслуживания оборудования, вызванного коррозией, продлить срок службы оборудования и обеспечить долговременную стабильность точности обнаружения.
Сверхвысокая стабильность, соответствующая требованиям точности обнаружения на нанометровом уровне.
В тестировании полупроводников предъявляются чрезвычайно высокие требования к стабильности платформы, и необходимо точно измерять характеристики чипа на наномасштабе. Коэффициент теплового расширения чугуна относительно высок, приблизительно 10-12 ×10⁻⁶/℃. Тепло, выделяемое при работе измерительного оборудования, или колебания температуры окружающей среды вызывают значительное тепловое расширение и сжатие чугунной платформы, что приводит к отклонению положения измерительного зонда от чипа и влияет на точность измерения.
Коэффициент теплового расширения гранита составляет всего 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, что составляет лишь долю или даже меньше, чем у чугуна. Его структура плотная. Внутренние напряжения в основном устранены в результате длительного естественного старения и минимально подвержены влиянию температурных изменений. Кроме того, гранит обладает высокой жесткостью, его твердость в 2–3 раза выше, чем у чугуна (эквивалентно HRC > 51), что позволяет эффективно противостоять внешним ударам и вибрациям, а также поддерживать плоскостность и прямолинейность платформы. Например, при высокоточной диагностике микросхем гранитная платформа позволяет контролировать погрешность плоскостности в пределах ±0,5 мкм/м, обеспечивая возможность проведения наноразмерной точной диагностики в сложных условиях.
Выдающиеся антимагнитные свойства, создающие идеальную среду для обнаружения.
Электронные компоненты и датчики в оборудовании для тестирования полупроводников чрезвычайно чувствительны к электромагнитным помехам. Чугун обладает определенной степенью магнетизма. В электромагнитной среде он будет генерировать индуцированное магнитное поле, которое будет мешать электромагнитным сигналам измерительного оборудования, что приведет к искажению сигнала и получению аномальных данных.
Гранит, с другой стороны, является антимагнитным материалом и практически не поляризуется внешними магнитными полями. Внутренние электроны существуют парами внутри химических связей, и структура стабильна, не подвержена влиянию внешних электромагнитных сил. В сильном магнитном поле напряженностью 10 мТл интенсивность индуцированного магнитного поля на поверхности гранита составляет менее 0,001 мТл, в то время как на поверхности чугуна она достигает более 8 мТл. Эта особенность позволяет гранитной платформе создавать чистую электромагнитную среду для измерительного оборудования, что особенно подходит для сценариев со строгими требованиями к электромагнитному шуму, таких как обнаружение квантовых чипов и высокоточное обнаружение аналоговых схем, эффективно повышая надежность и согласованность результатов обнаружения.
В строительстве платформ для тестирования полупроводниковых изделий гранит значительно превзошел чугун благодаря своим существенным преимуществам, таким как коррозионная стойкость, стабильность и антимагнетизм. По мере развития полупроводниковых технологий в направлении повышения точности гранит будет играть все более важную роль в обеспечении работоспособности испытательного оборудования и содействии прогрессу полупроводниковой промышленности.
Дата публикации: 15 мая 2025 г.