Á sviði hálfleiðaraprófana gegnir efnisval prófunarpallsins lykilhlutverki í nákvæmni prófunarinnar og stöðugleika búnaðarins. Í samanburði við hefðbundin steypujárnsefni er granít að verða kjörinn kostur fyrir hálfleiðaraprófunarpalla vegna framúrskarandi frammistöðu sinnar.
Framúrskarandi tæringarþol tryggir stöðugan rekstur til langs tíma
Í prófunarferlinu á hálfleiðurum eru oft notuð ýmis efnafræðileg hvarfefni, svo sem kalíumhýdroxíðlausn (KOH) sem notuð er til framköllunar ljósþols, og mjög ætandi efni eins og flúorsýra (HF) og saltpéturssýra (HNO₃) í etsunarferlinu. Steypujárn er aðallega samsett úr járnþáttum. Í slíku efnaumhverfi eru oxunar-afoxunarviðbrögð mjög líkleg. Járnatómar missa rafeindir og gangast undir tilfærsluviðbrögð við súrum efnum í lausninni, sem veldur hraðri tæringu á yfirborðinu, myndar ryð og dældir og skemmir flatneskju og víddarnákvæmni pallsins.
Hins vegar veitir steinefnasamsetning graníts því einstaka tæringarþol. Aðalþáttur þess, kvars (SiO₂), hefur afar stöðuga efnafræðilega eiginleika og hvarfast varla við algengar sýrur og basa. Steinefni eins og feldspat eru einnig óvirk í almennu efnafræðilegu umhverfi. Fjölmargar tilraunir hafa sýnt að í sama hermdu efnafræðilegu umhverfi fyrir hálfleiðaragreiningu er efnatæringarþol graníts meira en 15 sinnum hærra en steypujárns. Þetta þýðir að notkun granítpalla getur dregið verulega úr tíðni og kostnaði við viðhald búnaðar af völdum tæringar, lengt líftíma búnaðarins og tryggt langtímastöðugleika nákvæmni greiningarinnar.
Mjög stöðugur, sem uppfyllir kröfur um nákvæmni í nanómetrastigi
Hálfleiðaraprófanir hafa afar miklar kröfur um stöðugleika kerfisins og þarf að mæla nákvæmlega eiginleika örgjörvans á nanóskala. Varmaþenslustuðull steypujárns er tiltölulega hár, um það bil 10-12 × 10⁻⁶/℃. Hitinn sem myndast við notkun greiningarbúnaðarins eða sveiflur í umhverfishita valda verulegri varmaþenslu og samdrætti steypujárnskerfisins, sem leiðir til staðsetningarfráviks milli greiningarmælisins og örgjörvans og hefur áhrif á mælingarnákvæmni.
Varmaþenslustuðull graníts er aðeins 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, sem er brot eða jafnvel lægra en í steypujárni. Uppbygging þess er þétt. Innri spenna hefur í grundvallaratriðum verið útrýmt með langtíma náttúrulegri öldrun og verður fyrir lágmarksáhrifum af hitabreytingum. Að auki hefur granít mikla stífleika, með hörku sem er 2 til 3 sinnum hærri en í steypujárni (jafngildir HRC > 51), sem getur á áhrifaríkan hátt staðist utanaðkomandi áhrif og titring og viðhaldið flatneskju og beinni pallsins. Til dæmis, í nákvæmri flísaröðunargreiningu, getur granítpallurinn stjórnað flatneskjuvillunni innan ±0,5 μm/m, sem tryggir að greiningarbúnaðurinn geti samt náð nákvæmni á nanóskala í flóknu umhverfi.
Framúrskarandi segulmögnunareiginleikar, sem skapar hreint uppgötvunarumhverfi
Rafeindabúnaður og skynjarar í hálfleiðaraprófunarbúnaði eru afar viðkvæmir fyrir rafsegultruflunum. Steypujárn hefur ákveðið magn segulmagns. Í rafsegulfræðilegu umhverfi mun það mynda örvað segulsvið sem truflar rafsegulmerki greiningarbúnaðarins, sem leiðir til merkisröskunar og óeðlilegra greiningargagna.
Granít, hins vegar, er segulmagnað efni og er varla skautað af ytri segulsviðum. Innri rafeindir eru til staðar í pörum innan efnatengjanna og uppbyggingin er stöðug og hefur ekki áhrif á ytri rafsegulkrafta. Í sterku segulsviði upp á 10 mT er örvaður segulsviðsstyrkur á yfirborði graníts minni en 0,001 mT, en á yfirborði steypujárns er allt að 8 mT. Þessi eiginleiki gerir granítpallinum kleift að skapa hreint rafsegulsviðsumhverfi fyrir greiningarbúnaðinn, sérstaklega hentugt fyrir aðstæður með strangar kröfur um rafsegulsviðshávaða eins og skammtafræðilega flísgreiningu og nákvæma hliðræna hringrásargreiningu, sem eykur á áhrifaríkan hátt áreiðanleika og samræmi greiningarniðurstaðna.
Í smíði prófunarpalla fyrir hálfleiðara hefur granít farið langt fram úr steypujárnsefnum vegna mikilvægra kosta þess eins og tæringarþols, stöðugleika og segulmagnsþols. Þar sem tækni hálfleiðara þróast í átt að meiri nákvæmni mun granít gegna sífellt mikilvægara hlutverki í að tryggja afköst prófunarbúnaðar og stuðla að framþróun hálfleiðaraiðnaðarins.
Birtingartími: 15. maí 2025