Inden for halvledertestning spiller materialevalget til testplatformen en afgørende rolle for testens nøjagtighed og udstyrets stabilitet. Sammenlignet med traditionelle støbejernsmaterialer er granit ved at blive det ideelle valg til halvledertestplatforme på grund af dets fremragende ydeevne.
Fremragende korrosionsbestandighed sikrer langvarig stabil drift
Under halvledertestprocessen er forskellige kemiske reagenser ofte involveret, såsom kaliumhydroxidopløsning (KOH) brugt til fotoresistfremkaldelse, og stærkt ætsende stoffer som flussyre (HF) og salpetersyre (HNO₃) i ætsningsprocessen. Støbejern består hovedsageligt af jernelementer. I et sådant kemisk miljø er det meget sandsynligt, at der forekommer oxidations-reduktionsreaktioner. Jernatomer mister elektroner og undergår fortrængningsreaktioner med sure stoffer i opløsningen, hvilket forårsager hurtig korrosion af overfladen, danner rust og fordybninger og beskadiger platformens planhed og dimensionsnøjagtighed.
I modsætning hertil giver granits mineralsammensætning den ekstraordinær korrosionsbestandighed. Hovedkomponenten, kvarts (SiO₂), har ekstremt stabile kemiske egenskaber og reagerer næsten ikke med almindelige syrer og baser. Mineraler som feldspat er også inerte i generelle kemiske miljøer. Et stort antal eksperimenter har vist, at i det samme simulerede kemiske miljø til halvlederdetektion er granits kemiske korrosionsbestandighed mere end 15 gange højere end støbejerns. Det betyder, at brugen af granitplatforme kan reducere hyppigheden og omkostningerne ved vedligeholdelse af udstyr forårsaget af korrosion betydeligt, forlænge udstyrets levetid og sikre langsigtet stabilitet af detektionsnøjagtigheden.
Ultrahøj stabilitet, der opfylder kravene til detektionsnøjagtighed på nanometerniveau
Halvledertestning stiller ekstremt høje krav til platformens stabilitet og kræver præcis måling af chippens egenskaber på nanoskala. Støbejerns termiske udvidelseskoefficient er relativt høj, cirka 10-12 × 10⁻⁶/℃. Varmen, der genereres ved drift af detektionsudstyret, eller udsving i den omgivende temperatur, vil forårsage betydelig termisk udvidelse og sammentrækning af støbejernsplatformen, hvilket resulterer i en positionsafvigelse mellem detektionssonden og chippen og påvirker målenøjagtigheden.
Granits termiske udvidelseskoefficient er kun 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, hvilket er en brøkdel eller endda lavere end støbejerns. Dens struktur er tæt. Den indre spænding er stort set elimineret gennem langvarig naturlig ældning og påvirkes minimalt af temperaturændringer. Derudover har granit en stærk stivhed med en hårdhed, der er 2 til 3 gange højere end støbejerns (svarende til HRC > 51), hvilket effektivt kan modstå eksterne påvirkninger og vibrationer og opretholde platformens fladhed og retlinjethed. For eksempel kan granitplatformen ved højpræcisionschipkredsløbsdetektion kontrollere fladhedsfejlen inden for ±0,5 μm/m, hvilket sikrer, at detektionsudstyret stadig kan opnå nanoskalapræcisionsdetektion i komplekse miljøer.
Fremragende antimagnetiske egenskaber, der skaber et rent detektionsmiljø
De elektroniske komponenter og sensorer i halvledertestudstyr er ekstremt følsomme over for elektromagnetisk interferens. Støbejern har en vis grad af magnetisme. I et elektromagnetisk miljø vil det generere et induceret magnetfelt, som vil forstyrre de elektromagnetiske signaler fra detektionsudstyret, hvilket resulterer i signalforvrængning og unormale detektionsdata.
Granit er derimod et antimagnetisk materiale og polariseres næppe af eksterne magnetfelter. De interne elektroner findes parvis inden for de kemiske bindinger, og strukturen er stabil og påvirkes ikke af eksterne elektromagnetiske kræfter. I et stærkt magnetfeltmiljø på 10 mT er den inducerede magnetfeltintensitet på overfladen af granit mindre end 0,001 mT, mens den på overfladen af støbejern er så høj som mere end 8 mT. Denne funktion gør det muligt for granitplatformen at skabe et rent elektromagnetisk miljø til detektionsudstyret, hvilket er særligt velegnet til scenarier med strenge krav til elektromagnetisk støj, såsom kvantechipdetektion og højpræcisions analogkredsløbsdetektion, hvilket effektivt forbedrer pålideligheden og konsistensen af detektionsresultaterne.
Inden for konstruktionen af platforme til test af halvledere har granit langt overgået støbejernsmaterialer på grund af dets betydelige fordele såsom korrosionsbestandighed, stabilitet og antimagnetisme. Efterhånden som halvlederteknologien udvikler sig mod højere præcision, vil granit spille en stadig mere afgørende rolle i at sikre testudstyrets ydeevne og fremme halvlederindustriens fremskridt.
Udsendelsestidspunkt: 15. maj 2025