В области испытаний полупроводников выбор материала испытательной платформы играет решающую роль в точности испытаний и стабильности оборудования. По сравнению с традиционными чугунными материалами гранит становится идеальным выбором для испытательных платформ полупроводников благодаря своим выдающимся характеристикам.
Исключительная коррозионная стойкость обеспечивает долговременную стабильную работу
В процессе тестирования полупроводников часто задействованы различные химические реагенты, такие как раствор гидроксида калия (KOH), используемый для проявления фоторезиста, и высококоррозионные вещества, такие как плавиковая кислота (HF) и азотная кислота (HNO₃) в процессе травления. Чугун в основном состоит из элементов железа. В такой химической среде весьма вероятно возникновение окислительно-восстановительных реакций. Атомы железа теряют электроны и вступают в реакции замещения с кислотными веществами в растворе, вызывая быструю коррозию поверхности, образуя ржавчину и углубления, а также нарушая плоскостность и размерную точность платформы.
Напротив, минеральный состав гранита наделяет его необычайной коррозионной стойкостью. Его основной компонент, кварц (SiO₂), обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами и почти не реагирует с обычными кислотами и основаниями. Такие минералы, как полевой шпат, также инертны в обычных химических средах. Большое количество экспериментов показало, что в той же самой моделируемой химической среде обнаружения полупроводников 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 обслуживания оборудования, вызванного коррозией, продлить срок службы оборудования и обеспечить долгосрочную стабильность точности обнаружения.
Сверхвысокая стабильность, отвечающая требованиям точности обнаружения на уровне нанометров
Испытания полупроводников предъявляют чрезвычайно высокие требования к стабильности платформы и требуют точного измерения характеристик чипа в наномасштабе. Коэффициент теплового расширения чугуна относительно высок, приблизительно 10-12 ×10⁻⁶/℃. Тепло, выделяемое при работе оборудования обнаружения или колебания температуры окружающей среды, вызовет значительное тепловое расширение и сжатие чугунной платформы, что приведет к позиционному отклонению между зондом обнаружения и чипом и повлияет на точность измерения.
Коэффициент теплового расширения гранита составляет всего 0,6-5×10⁻⁶/℃, что составляет долю или даже меньше коэффициента чугуна. Его структура плотная. Внутреннее напряжение в основном устранено за счет длительного естественного старения и минимально подвержено изменению температуры. Кроме того, гранит обладает высокой жесткостью, твердость которого в 2-3 раза выше, чем у чугуна (эквивалентно HRC > 51), что позволяет эффективно противостоять внешним ударам и вибрациям и сохранять плоскостность и прямолинейность платформы. Например, при высокоточном обнаружении микросхем гранитная платформа может контролировать погрешность плоскостности в пределах ±0,5 мкм/м, гарантируя, что оборудование для обнаружения по-прежнему может достигать точности обнаружения наномасштаба в сложных условиях.
Исключительные антимагнитные свойства, создающие чистую среду обнаружения
Электронные компоненты и датчики в полупроводниковом испытательном оборудовании чрезвычайно чувствительны к электромагнитным помехам. Чугун обладает определенной степенью магнетизма. В электромагнитной среде он будет генерировать индуцированное магнитное поле, которое будет мешать электромагнитным сигналам оборудования обнаружения, что приведет к искажению сигнала и аномальным данным обнаружения.
Гранит, с другой стороны, является антимагнитным материалом и почти не поляризуется внешними магнитными полями. Внутренние электроны существуют парами внутри химических связей, и структура стабильна, не подвержена влиянию внешних электромагнитных сил. В среде сильного магнитного поля 10 мТл напряженность 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 оборудования обнаружения, особенно подходящую для сценариев со строгими требованиями к электромагнитному шуму, таких как обнаружение квантовых чипов и обнаружение высокоточных аналоговых схем, эффективно повышая надежность и согласованность результатов обнаружения.
В строительстве испытательных платформ полупроводников гранит всесторонне превзошел чугунные материалы благодаря своим значительным преимуществам, таким как коррозионная стойкость, стабильность и антимагнетизм. По мере того, как полупроводниковая технология продвигается в сторону более высокой точности, гранит будет играть все более важную роль в обеспечении производительности испытательного оборудования и содействии прогрессу полупроводниковой промышленности.
Время публикации: 15 мая 2025 г.