У галіне выпрабаванняў паўправаднікоў выбар матэрыялу выпрабавальнай платформы адыгрывае вырашальную ролю ў дакладнасці выпрабаванняў і стабільнасці абсталявання. У параўнанні з традыцыйнымі чыгуннымі матэрыяламі, граніт становіцца ідэальным выбарам для выпрабавальных платформаў паўправаднікоў дзякуючы сваім выдатным характарыстыкам.
Выдатная ўстойлівасць да карозіі забяспечвае доўгатэрміновую стабільную працу
Падчас працэсу тэсціравання паўправаднікоў часта выкарыстоўваюцца розныя хімічныя рэагенты, такія як раствор гідраксіду калію (KOH), які выкарыстоўваецца для праяўлення фотарэзіста, і высокаагрэсіўныя рэчывы, такія як плавікавая кіслата (HF) і азотная кіслата (HNO₃), у працэсе травлення. Чыгун у асноўным складаецца з жалезных элементаў. У такім хімічным асяроддзі вельмі верагодныя акісляльна-аднаўленчыя рэакцыі. Атамы жалеза губляюць электроны і ўступаюць у рэакцыі выцяснення з кіслымі рэчывамі ў растворы, што выклікае хуткую карозію паверхні, утварэнне іржы і паглыбленняў, а таксама пашкоджвае плоскасць і дакладнасць памераў платформы.
У адрозненне ад гэтага, мінеральны склад граніту надае яму надзвычайную каразійную ўстойлівасць. Яго асноўны кампанент, кварц (SiO₂), мае надзвычай стабільныя хімічныя ўласцівасці і амаль не рэагуе з распаўсюджанымі кіслотамі і шчолачамі. Такія мінералы, як палявы шпат, таксама інертныя ў агульных хімічных асяроддзях. Вялікая колькасць эксперыментаў паказала, што ў тым жа мадэляваным хімічным асяроддзі выяўлення паўправаднікоў хімічная каразійная ўстойлівасць граніту больш чым у 15 разоў вышэйшая, чым у чыгуну. Гэта азначае, што выкарыстанне гранітных платформаў можа значна знізіць частату і кошт тэхнічнага абслугоўвання абсталявання, выкліканага карозіяй, падоўжыць тэрмін службы абсталявання і забяспечыць доўгатэрміновую стабільнасць дакладнасці выяўлення.
Звышвысокая стабільнасць, якая адпавядае патрабаванням дакладнасці выяўлення на нанаметровым узроўні
Тэсціраванне паўправаднікоў мае надзвычай высокія патрабаванні да стабільнасці платформы і патрабуе дакладнага вымярэння характарыстык чыпа ў нанамаштабе. Каэфіцыент цеплавога пашырэння чыгуну адносна высокі, прыкладна 10-12 ×10⁻⁶/℃. Цяпло, якое выпрацоўваецца пры працы абсталявання для выяўлення або ваганні тэмпературы навакольнага асяроддзя, выклікае значнае цеплавое пашырэнне і сцісканне чыгуннай платформы, што прывядзе да адхілення становішча паміж зондам выяўлення і чыпам і паўплывае на дакладнасць вымярэнняў.
Каэфіцыент цеплавога пашырэння граніту складае ўсяго 0,6-5×10⁻⁶/℃, што ў долю або нават менш, чым у чыгуну. Яго структура шчыльная. Унутраныя напружанні практычна ліквідаваны дзякуючы працягламу натуральнаму старэнню і мінімальна падвяргаюцца перападам тэмпературы. Акрамя таго, граніт мае высокую калянасць, цвёрдасць якой у 2-3 разы вышэйшая, чым у чыгуну (эквівалент HRC > 51), што дазваляе эфектыўна супрацьстаяць знешнім уздзеянням і вібрацыям, а таксама падтрымліваць роўнасць і прамалінейнасць платформы. Напрыклад, пры высакадакладным выяўленні чып-схем гранітная платформа можа кантраляваць памылку роўнасці ў межах ±0,5 мкм/м, што гарантуе, што абсталяванне для выяўлення ўсё яшчэ можа дасягаць нанамаштабнай дакладнасці выяўлення ў складаных умовах.
Выдатныя антымагнітныя ўласцівасці, якія ствараюць чыстае асяроддзе выяўлення
Электронныя кампаненты і датчыкі ў абсталяванні для выпрабавання паўправаднікоў надзвычай адчувальныя да электрамагнітных перашкод. Чыгун мае пэўную ступень магнетызму. У электрамагнітным асяроддзі ён будзе генераваць індукаванае магнітнае поле, якое будзе перашкаджаць электрамагнітным сігналам абсталявання для выяўлення, што прывядзе да скажэння сігналу і анамальных дадзеных выяўлення.
Граніт, з іншага боку, з'яўляецца антымагнітным матэрыялам і амаль не палярызуецца знешнімі магнітнымі палямі. Унутраныя электроны існуюць парамі ў хімічных сувязях, і структура стабільная, не залежыць ад знешніх электрамагнітных сіл. У моцным магнітным полі 10 мТл індукаваная інтэнсіўнасць магнітнага поля на паверхні граніту складае менш за 0,001 мТл, у той час як на паверхні чыгуну яна перавышае 8 мТл. Гэтая асаблівасць дазваляе гранітнай платформе ствараць чыстае электрамагнітнае асяроддзе для абсталявання для выяўлення, асабліва падыходзіць для сцэнарыяў са строгімі патрабаваннямі да электрамагнітнага шуму, такіх як квантавае выяўленне чыпаў і высокадакладнае выяўленне аналагавых схем, эфектыўна павышаючы надзейнасць і паслядоўнасць вынікаў выяўлення.
У будаўніцтве платформаў для выпрабавання паўправаднікоў граніт значна пераўзышоў чыгунныя матэрыялы дзякуючы сваім значным перавагам, такім як каразійная ўстойлівасць, стабільнасць і антымагнетызм. Па меры развіцця паўправадніковых тэхналогій у бок павышэння дакладнасці граніт будзе адыгрываць усё больш важную ролю ў забеспячэнні прадукцыйнасці выпрабавальнага абсталявання і садзейнічанні развіццю паўправадніковай прамысловасці.
Час публікацыі: 15 мая 2025 г.