Op het gebied van halfgeleidertesten speelt de materiaalkeuze van het testplatform een doorslaggevende rol in de testnauwkeurigheid en stabiliteit van de apparatuur. Vergeleken met traditioneel gietijzer wordt graniet de ideale keuze voor halfgeleidertestplatformen vanwege de uitstekende prestaties.
Uitstekende corrosiebestendigheid zorgt voor een stabiele werking op lange termijn
Tijdens het testen van halfgeleiders worden vaak verschillende chemische reagentia gebruikt, zoals een kaliumhydroxideoplossing (KOH) die wordt gebruikt voor de ontwikkeling van fotoresist, en zeer corrosieve stoffen zoals waterstoffluoride (HF) en salpeterzuur (HNO₃) tijdens het etsproces. Gietijzer bestaat voornamelijk uit ijzerelementen. In een dergelijke chemische omgeving is de kans op oxidatie-reductiereacties groot. IJzeratomen verliezen elektronen en ondergaan verdringingsreacties met zure stoffen in de oplossing, wat leidt tot snelle corrosie van het oppervlak, roestvorming en holtes, en de vlakheid en maatnauwkeurigheid van het platform aantast.
De minerale samenstelling van graniet daarentegen zorgt voor een buitengewone corrosiebestendigheid. Het hoofdbestanddeel, kwarts (SiO₂), heeft extreem stabiele chemische eigenschappen en reageert nauwelijks met gangbare zuren en basen. Mineralen zoals veldspaat zijn ook inert in algemene chemische omgevingen. Een groot aantal experimenten heeft aangetoond dat in dezelfde gesimuleerde chemische omgeving voor halfgeleiderdetectie de chemische corrosiebestendigheid van graniet meer dan 15 keer hoger is dan die van gietijzer. Dit betekent dat het gebruik van granietplatformen de frequentie en kosten van onderhoud aan apparatuur als gevolg van corrosie aanzienlijk kan verminderen, de levensduur van de apparatuur kan verlengen en de stabiliteit van de detectienauwkeurigheid op lange termijn kan waarborgen.
Uiterst hoge stabiliteit, voldoet aan de eisen voor detectienauwkeurigheid op nanometerniveau
Halfgeleidertesten stellen extreem hoge eisen aan de stabiliteit van het platform en vereisen nauwkeurige meting van de eigenschappen van de chip op nanoschaal. De thermische uitzettingscoëfficiënt van gietijzer is relatief hoog, ongeveer 10-12 × 10⁻⁶/℃. De warmte die wordt gegenereerd door de werking van de detectieapparatuur of de schommelingen in de omgevingstemperatuur veroorzaakt aanzienlijke thermische uitzetting en krimp van het gietijzeren platform, wat resulteert in een positieafwijking tussen de detectiesonde en de chip en de meetnauwkeurigheid beïnvloedt.
De thermische uitzettingscoëfficiënt van graniet bedraagt slechts 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, een fractie of zelfs lager dan die van gietijzer. De structuur is compact. De interne spanning is grotendeels geëlimineerd door natuurlijke veroudering op lange termijn en wordt minimaal beïnvloed door temperatuurschommelingen. Bovendien heeft graniet een hoge stijfheid, met een hardheid die 2 tot 3 keer hoger is dan die van gietijzer (equivalent aan HRC > 51), waardoor het effectief bestand is tegen externe schokken en trillingen en de vlakheid en rechtheid van het platform behouden blijft. Bij zeer nauwkeurige chipcircuitdetectie kan het granietplatform bijvoorbeeld de vlakheidsfout binnen ±0,5 μm/m houden, waardoor de detectieapparatuur zelfs in complexe omgevingen nanoprecisie kan bereiken.
Uitstekende antimagnetische eigenschappen, waardoor een zuivere detectieomgeving ontstaat
De elektronische componenten en sensoren in halfgeleidertestapparatuur zijn extreem gevoelig voor elektromagnetische interferentie. Gietijzer heeft een zekere mate van magnetisme. In een elektromagnetische omgeving genereert het een geïnduceerd magnetisch veld, dat de elektromagnetische signalen van de detectieapparatuur verstoort, wat resulteert in signaalvervorming en abnormale detectiegegevens.
Graniet daarentegen is een antimagnetisch materiaal en wordt nauwelijks gepolariseerd door externe magnetische velden. De interne elektronen bevinden zich in paren binnen de chemische bindingen en de structuur is stabiel en wordt niet beïnvloed door externe elektromagnetische krachten. In een sterke magnetische veldsterkte van 10 mT is de geïnduceerde magnetische veldsterkte op het oppervlak van graniet minder dan 0,001 mT, terwijl die op het oppervlak van gietijzer zelfs meer dan 8 mT kan bedragen. Deze eigenschap stelt het granietplatform in staat een zuivere elektromagnetische omgeving te creëren voor de detectieapparatuur, met name geschikt voor scenario's met strenge eisen aan elektromagnetische ruis, zoals detectie van quantumchips en zeer nauwkeurige analoge circuitdetectie, waardoor de betrouwbaarheid en consistentie van de detectieresultaten effectief worden verbeterd.
Bij de bouw van testplatforms voor halfgeleiders heeft graniet gietijzer ruimschoots overtroffen dankzij belangrijke voordelen zoals corrosiebestendigheid, stabiliteit en antimagnetisme. Naarmate de halfgeleidertechnologie steeds nauwkeuriger wordt, zal graniet een steeds belangrijkere rol spelen bij het waarborgen van de prestaties van testapparatuur en het bevorderen van de vooruitgang in de halfgeleiderindustrie.
Geplaatst op: 15 mei 2025