सेमीकंडक्टर चाचणी प्लॅटफॉर्म: कास्ट आयर्न मटेरियलपेक्षा ग्रॅनाइट वापरण्याचे सापेक्ष फायदे काय आहेत?

सेमीकंडक्टर चाचणीच्या क्षेत्रात, चाचणी प्लॅटफॉर्मची सामग्री निवड चाचणी अचूकता आणि उपकरणांच्या स्थिरतेमध्ये निर्णायक भूमिका बजावते. पारंपारिक कास्ट आयर्न मटेरियलच्या तुलनेत, ग्रॅनाइट त्याच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे सेमीकंडक्टर चाचणी प्लॅटफॉर्मसाठी आदर्श पर्याय बनत आहे.
उत्कृष्ट गंज प्रतिकार दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करतो
अर्धवाहक चाचणी प्रक्रियेदरम्यान, विविध रासायनिक अभिकर्मकांचा वापर अनेकदा केला जातो, जसे की फोटोरेझिस्ट विकासासाठी वापरले जाणारे पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड (KOH) द्रावण आणि एचिंग प्रक्रियेत हायड्रोफ्लोरिक अॅसिड (HF) आणि नायट्रिक अॅसिड (HNO₃) सारखे अत्यंत संक्षारक पदार्थ. कास्ट आयर्न हे प्रामुख्याने लोह घटकांपासून बनलेले असते. अशा रासायनिक वातावरणात, ऑक्सिडेशन-रिडक्शन प्रतिक्रिया होण्याची शक्यता जास्त असते. लोहाचे अणू इलेक्ट्रॉन गमावतात आणि द्रावणातील अम्लीय पदार्थांसह विस्थापन प्रतिक्रियांना सामोरे जातात, ज्यामुळे पृष्ठभाग जलद गंजतो, गंज आणि उदासीनता निर्माण होते आणि प्लॅटफॉर्मची सपाटपणा आणि मितीय अचूकता खराब होते.

याउलट, ग्रॅनाइटची खनिज रचना त्याला असाधारण गंज प्रतिकार देते. त्याचा मुख्य घटक, क्वार्ट्ज (SiO₂), अत्यंत स्थिर रासायनिक गुणधर्मांचा आहे आणि सामान्य आम्ल आणि क्षारांसह क्वचितच प्रतिक्रिया देतो. फेल्डस्पार सारखी खनिजे सामान्य रासायनिक वातावरणात देखील निष्क्रिय असतात. मोठ्या संख्येने प्रयोगांवरून असे दिसून आले आहे की त्याच सिम्युलेटेड सेमीकंडक्टर डिटेक्शन केमिकल वातावरणात, ग्रॅनाइटचा रासायनिक गंज प्रतिकार कास्ट आयर्नपेक्षा 15 पट जास्त असतो. याचा अर्थ असा की ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्म वापरल्याने गंजमुळे होणारी वारंवारता आणि उपकरणांच्या देखभालीची किंमत लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते, उपकरणांचे सेवा आयुष्य वाढू शकते आणि शोध अचूकतेची दीर्घकालीन स्थिरता सुनिश्चित होऊ शकते.
नॅनोमीटर-स्तरीय शोध अचूकतेच्या आवश्यकता पूर्ण करणारी, अति-उच्च स्थिरता.
सेमीकंडक्टर चाचणीमध्ये प्लॅटफॉर्मच्या स्थिरतेसाठी अत्यंत उच्च आवश्यकता असतात आणि नॅनोस्केलवर चिपची वैशिष्ट्ये अचूकपणे मोजण्याची आवश्यकता असते. कास्ट आयर्नच्या थर्मल विस्ताराचे गुणांक तुलनेने जास्त असते, अंदाजे 10-12 ×10⁻⁶/℃. डिटेक्शन उपकरणांच्या ऑपरेशनमुळे किंवा सभोवतालच्या तापमानातील चढ-उतारामुळे निर्माण होणारी उष्णता कास्ट आयर्न प्लॅटफॉर्मचे लक्षणीय थर्मल विस्तार आणि आकुंचन निर्माण करेल, परिणामी डिटेक्शन प्रोब आणि चिपमध्ये स्थितीत्मक विचलन होईल आणि मापन अचूकतेवर परिणाम होईल.

ग्रॅनाइटचा थर्मल एक्सपेंशनचा गुणांक फक्त 0.6-5×10⁻⁶/℃ आहे, जो कास्ट आयर्नच्या अंश किंवा त्याहूनही कमी आहे. त्याची रचना दाट आहे. दीर्घकालीन नैसर्गिक वृद्धत्वामुळे अंतर्गत ताण मुळातच काढून टाकला गेला आहे आणि तापमान बदलांमुळे कमीत कमी प्रभावित होतो. याव्यतिरिक्त, ग्रॅनाइटमध्ये मजबूत कडकपणा आहे, ज्याची कडकपणा कास्ट आयर्नपेक्षा 2 ते 3 पट जास्त आहे (HRC > 51 च्या समतुल्य), जो बाह्य प्रभावांना आणि कंपनांना प्रभावीपणे प्रतिकार करू शकतो आणि प्लॅटफॉर्मची सपाटपणा आणि सरळपणा राखू शकतो. उदाहरणार्थ, उच्च-परिशुद्धता चिप सर्किट डिटेक्शनमध्ये, ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्म ±0.5μm/m च्या आत सपाटपणा त्रुटी नियंत्रित करू शकतो, ज्यामुळे डिटेक्शन उपकरणे जटिल वातावरणात नॅनोस्केल प्रिसिजन डिटेक्शन मिळवू शकतात याची खात्री होते.
उत्कृष्ट अँटी-मॅग्नेटिक गुणधर्म, शुद्ध शोध वातावरण तयार करणे.
सेमीकंडक्टर चाचणी उपकरणांमधील इलेक्ट्रॉनिक घटक आणि सेन्सर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपासाठी अत्यंत संवेदनशील असतात. कास्ट आयर्नमध्ये विशिष्ट प्रमाणात चुंबकत्व असते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वातावरणात, ते एक प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करेल, जे शोध उपकरणांच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिग्नलमध्ये व्यत्यय आणेल, परिणामी सिग्नल विकृत होईल आणि असामान्य शोध डेटा होईल.

दुसरीकडे, ग्रॅनाइट हे एक अँटी-चुंबकीय पदार्थ आहे आणि बाह्य चुंबकीय क्षेत्रांमुळे त्याचे ध्रुवीकरण क्वचितच होते. रासायनिक बंधांमध्ये अंतर्गत इलेक्ट्रॉन जोड्यांमध्ये अस्तित्वात असतात आणि रचना स्थिर असते, बाह्य इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक बलांचा परिणाम होत नाही. १०mT च्या मजबूत चुंबकीय क्षेत्र वातावरणात, ग्रॅनाइटच्या पृष्ठभागावर प्रेरित चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता ०.००१mT पेक्षा कमी असते, तर कास्ट आयर्नच्या पृष्ठभागावर ती तीव्रता ८mT पेक्षा जास्त असते. हे वैशिष्ट्य ग्रॅनाइट प्लॅटफॉर्मला शोध उपकरणांसाठी शुद्ध इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक वातावरण तयार करण्यास सक्षम करते, विशेषतः क्वांटम चिप शोध आणि उच्च-परिशुद्धता अॅनालॉग सर्किट शोध यासारख्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाजासाठी कठोर आवश्यकता असलेल्या परिस्थितींसाठी योग्य, शोध परिणामांची विश्वासार्हता आणि सुसंगतता प्रभावीपणे वाढवते.

सेमीकंडक्टर चाचणी प्लॅटफॉर्मच्या बांधकामात, ग्रॅनाइटने गंज प्रतिकार, स्थिरता आणि चुंबकत्वविरोधी यासारख्या महत्त्वपूर्ण फायद्यांमुळे कास्ट आयर्न मटेरियलला व्यापकपणे मागे टाकले आहे. सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान उच्च अचूकतेकडे प्रगती करत असताना, चाचणी उपकरणांची कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यात आणि सेमीकंडक्टर उद्योगाच्या प्रगतीला चालना देण्यात ग्रॅनाइटची भूमिका वाढत जाईल.