V oblasti testovania polovodičov zohráva výber materiálu testovacej platformy rozhodujúcu úlohu v presnosti testovania a stabilite zariadenia. V porovnaní s tradičnými liatinovými materiálmi sa žula stáva ideálnou voľbou pre platformy na testovanie polovodičov vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu.
Vynikajúca odolnosť proti korózii zaisťuje dlhodobú stabilnú prevádzku
Počas procesu testovania polovodičov sa často používajú rôzne chemické činidlá, ako napríklad roztok hydroxidu draselného (KOH) používaný na vývoj fotorezistu, a vysoko korozívne látky, ako je kyselina fluorovodíková (HF) a kyselina dusičná (HNO₃), v procese leptania. Liatina sa skladá prevažne zo železných prvkov. V takomto chemickom prostredí je veľmi pravdepodobné, že dôjde k oxidačno-redukčným reakciám. Atómy železa strácajú elektróny a podliehajú vytesňovacím reakciám s kyslými látkami v roztoku, čo spôsobuje rýchlu koróziu povrchu, tvorbu hrdze a priehlbín a poškodzuje rovinnosť a rozmerovú presnosť platformy.
Naproti tomu minerálne zloženie žuly jej dodáva mimoriadnu odolnosť proti korózii. Jej hlavná zložka, kremeň (SiO₂), má extrémne stabilné chemické vlastnosti a sotva reaguje s bežnými kyselinami a zásadami. Minerály, ako napríklad živec, sú tiež inertné vo všeobecnom chemickom prostredí. Veľké množstvo experimentov ukázalo, že v rovnakom simulovanom chemickom prostredí detekcie polovodičov je chemická odolnosť žuly voči korózii viac ako 15-krát vyššia ako u liatiny. To znamená, že použitie žulových platforiem môže výrazne znížiť frekvenciu a náklady na údržbu zariadení spôsobenú koróziou, predĺžiť životnosť zariadení a zabezpečiť dlhodobú stabilitu presnosti detekcie.
Ultra vysoká stabilita, spĺňajúca požiadavky na presnosť detekcie na úrovni nanometrov
Testovanie polovodičov má extrémne vysoké požiadavky na stabilitu platformy a vyžaduje presné meranie charakteristík čipu v nanorozmeroch. Koeficient tepelnej rozťažnosti liatiny je relatívne vysoký, približne 10-12 ×10⁻⁶/℃. Teplo generované prevádzkou detekčného zariadenia alebo kolísaním teploty okolia spôsobí značnú tepelnú rozťažnosť a sťahovanie liatinovej platformy, čo vedie k odchýlke polohy medzi detekčnou sondou a čipom a ovplyvňuje presnosť merania.
Koeficient tepelnej rozťažnosti žuly je iba 0,6 – 5 × 10⁻⁶/℃, čo je zlomok alebo dokonca menej ako u liatiny. Jej štruktúra je hustá. Vnútorné napätie bolo v podstate eliminované dlhodobým prirodzeným starnutím a je minimálne ovplyvnené zmenami teploty. Okrem toho má žula vysokú tuhosť s tvrdosťou 2 až 3-krát vyššou ako tvrdosť liatiny (ekvivalent HRC > 51), čo umožňuje účinne odolávať vonkajším nárazom a vibráciám a udržiavať rovinnosť a priamosť platformy. Napríklad pri vysoko presnej detekcii čipových obvodov dokáže žulová platforma kontrolovať chybu rovinnosti v rozmedzí ±0,5 μm/m, čo zabezpečuje, že detekčné zariadenie dokáže stále dosahovať detekciu s presnosťou na nanoškále v zložitých prostrediach.
Vynikajúca antimagnetická vlastnosť vytvárajúca čisté detekčné prostredie
Elektronické súčiastky a senzory v zariadeniach na testovanie polovodičov sú mimoriadne citlivé na elektromagnetické rušenie. Liatina má určitý stupeň magnetizmu. V elektromagnetickom prostredí generuje indukované magnetické pole, ktoré interferuje s elektromagnetickými signálmi detekčného zariadenia, čo vedie k skresleniu signálu a abnormálnym detekčným údajom.
Žula je na druhej strane antimagnetický materiál a vonkajšie magnetické polia ju sotva polarizujú. Vnútorné elektróny existujú v pároch v chemických väzbách a štruktúra je stabilná a nie je ovplyvnená vonkajšími elektromagnetickými silami. V silnom prostredí magnetického poľa 10 mT je indukovaná intenzita magnetického poľa na povrchu žuly menšia ako 0,001 mT, zatiaľ čo na povrchu liatiny je až viac ako 8 mT. Táto vlastnosť umožňuje žulovej platforme vytvoriť čisté elektromagnetické prostredie pre detekčné zariadenie, obzvlášť vhodné pre scenáre s prísnymi požiadavkami na elektromagnetický šum, ako je kvantová detekcia čipov a detekcia vysoko presných analógových obvodov, čo účinne zvyšuje spoľahlivosť a konzistentnosť výsledkov detekcie.
Pri konštrukcii testovacích platforiem pre polovodiče žula vďaka svojim významným výhodám, ako je odolnosť proti korózii, stabilita a antimagnetizmus, komplexne prekonala liatinové materiály. S postupom polovodičovej technológie smerom k vyššej presnosti bude žula zohrávať čoraz dôležitejšiu úlohu pri zabezpečovaní výkonu testovacích zariadení a podpore pokroku polovodičového priemyslu.
Čas uverejnenia: 15. mája 2025