Vandag, met die vinnige ontwikkeling van die halfgeleierbedryf, beïnvloed IC-toetsing, as 'n belangrike skakel om die werkverrigting van skyfies te verseker, die akkuraatheid en stabiliteit daarvan direk die opbrengskoers van skyfies en die mededingendheid van die bedryf. Namate die skyfievervaardigingsproses voortgaan om te vorder na 3nm, 2nm en selfs meer gevorderde nodusse, word die vereistes vir kernkomponente in IC-toetsapparatuur al hoe strenger. Granietbasisse, met hul unieke materiaaleienskappe en werkverrigtingsvoordele, het 'n onontbeerlike "goue vennoot" vir IC-toetsapparatuur geword. Watter tegniese logika lê hieragter?
I. Die "Onvermoë om te Hanteer" van Tradisionele Basisse
Tydens die IC-toetsproses moet die toerusting die elektriese werkverrigting van die skyfiepenne, seinintegriteit, ens. op nanoskaal presies opspoor. Tradisionele metaalbasisse (soos gietyster en staal) het egter baie probleme in praktiese toepassings blootgestel.
Aan die een kant is die termiese uitsettingskoëffisiënt van metaalmateriale relatief hoog, gewoonlik bo 10×10⁻⁶/℃. Die hitte wat tydens die werking van IC-toetsapparatuur gegenereer word, of selfs geringe veranderinge in die omgewingstemperatuur, kan beduidende termiese uitsetting en sametrekking van die metaalbasis veroorsaak. Byvoorbeeld, 'n 1 meter lange gietysterbasis kan met tot 100 μm uitsit en krimp wanneer die temperatuur met 10 ℃ verander. Sulke dimensionele veranderinge is voldoende om die toetssonde met die skyfiepenne verkeerd in lyn te bring, wat lei tot swak kontak en gevolglik vervorming van die toetsdata.
Aan die ander kant is die dempingsprestasie van die metaalbasis swak, wat dit moeilik maak om die vibrasie-energie wat deur die werking van die toerusting gegenereer word, vinnig te verbruik. In die scenario van hoëfrekwensie-seintoetsing sal deurlopende mikro-ossillasie 'n groot hoeveelheid geraas veroorsaak, wat die fout van seinintegriteitstoetsing met meer as 30% verhoog. Daarbenewens het metaalmateriale 'n hoë magnetiese vatbaarheid en is geneig om met die elektromagnetiese seine van die toetstoerusting te koppel, wat lei tot wervelstroomverliese en histerese-effekte, wat die akkuraatheid van presiese metings belemmer.
Ii. Die "Hardekernsterkte" van Granietbasisse
Ultieme termiese stabiliteit, wat die grondslag lê vir akkurate meting
Graniet word gevorm deur die stywe kombinasie van minerale kristalle soos kwarts en veldspaat deur ioniese en kovalente bindings. Die termiese uitsettingskoëffisiënt is uiters laag, slegs 0.6-5 × 10⁻⁶/℃, wat ongeveer 1/2-1/20 van dié van metaalmateriale is. Selfs al verander die temperatuur met 10℃, is die uitsetting en sametrekking van die 1 meter lange granietbasis minder as 50 nm, wat byna "nul vervorming" bereik. Intussen is die termiese geleidingsvermoë van graniet slegs 2-3 W/(m · K), wat minder as 1/20 van dié van metale is. Dit kan die hittegeleiding van die toerusting effektief voorkom, die oppervlaktemperatuur van die basis uniform hou, en verseker dat die toetsprobe en die skyfie altyd 'n konstante relatiewe posisie handhaaf.
2. Supersterk vibrasieonderdrukking skep 'n stabiele toetsomgewing
Die unieke kristaldefekte en korrelgrens-glystruktuur binne-in graniet gee dit 'n sterk energie-verspreidingskapasiteit, met 'n dempingsverhouding van tot 0.3-0.5, wat meer as ses keer dié van die metaalbasis is. Eksperimentele data toon dat onder die vibrasie-opwekking van 100Hz, die vibrasie-dempingstyd van die granietbasis slegs 0.1 sekondes is, terwyl dié van die gietysterbasis 0.8 sekondes is. Dit beteken dat die granietbasis die vibrasies wat veroorsaak word deur toerusting se aan- en afskakeling, eksterne impakte, ens., onmiddellik kan onderdruk, en die vibrasie-amplitude van die toetsplatform binne ±1μm kan beheer, wat 'n stabiele waarborg bied vir die posisionering van nanoskaal-probes.
3. Natuurlike antimagnetiese eienskappe, wat elektromagnetiese interferensie uitskakel
Graniet is 'n diamagnetiese materiaal met 'n magnetiese vatbaarheid van ongeveer -10⁻⁵. Die interne elektrone bestaan in pare binne chemiese bindings en word amper nooit deur eksterne magnetiese velde gepolariseer nie. In 'n sterk magnetiese veldomgewing van 10mT is die geïnduseerde magnetiese veldintensiteit op die oppervlak van graniet minder as 0.001mT, terwyl dié op die oppervlak van gietyster so hoog as meer as 8mT is. Hierdie natuurlike antimagnetiese eienskap kan 'n suiwer meetomgewing vir IC-toetsapparatuur skep, wat dit beskerm teen eksterne elektromagnetiese interferensie soos werkswinkelmotors en RF-seine. Dit is veral geskik vir toetsscenario's wat uiters sensitief is vir elektromagnetiese geraas, soos kwantumskyfies en hoë-presisie ADC's/DAC's.
Derdens, die praktiese toepassing het merkwaardige resultate behaal
Die praktyke van talle halfgeleierondernemings het die waarde van granietbasisse ten volle gedemonstreer. Nadat 'n wêreldbekende vervaardiger van halfgeleiertoetstoerusting 'n granietbasis in sy hoë-end 5G-skyfietoetsplatform aangeneem het, het dit verstommende resultate behaal: die posisioneringsakkuraatheid van die probekaart het toegeneem van ±5μm tot ±1μm, die standaardafwyking van die toetsdata het met 70% afgeneem, en die wanbeoordelingskoers van 'n enkele toets het aansienlik gedaal van 0.5% tot 0.03%. Intussen is die vibrasie-onderdrukkingseffek merkwaardig. Die toerusting kan die toets begin sonder om te wag vir die vibrasie om te verval, wat die enkele toetssiklus met 20% verkort en die jaarlikse produksiekapasiteit met meer as 3 miljoen wafers verhoog. Boonop het die granietbasis 'n lewensduur van meer as 10 jaar en benodig geen gereelde onderhoud nie. In vergelyking met metaalbasisse word die totale koste met meer as 50% verminder.
Vierdens, pas aan by industriële tendense en lei die opgradering van toetstegnologie
Met die ontwikkeling van gevorderde verpakkingstegnologieë (soos Chiplet) en die opkoms van opkomende velde soos kwantumrekenaarskyfies, sal die vereistes vir toestelprestasie in IC-toetsing aanhou styg. Granietbasisse is ook voortdurend innoverend en opgradeer. Deur oppervlakbedekkingsbehandeling om slytasieweerstand te verbeter of deur te kombineer met piezo-elektriese keramiek om aktiewe vibrasiekompensasie en ander tegnologiese deurbrake te bereik, beweeg hulle na 'n meer presiese en intelligente rigting. In die toekoms sal die granietbasis voortgaan om die tegnologiese innovasie van die halfgeleierbedryf en die hoëgehalte-ontwikkeling van "Chinese skyfies" met sy uitstekende prestasie te beskerm.
Die keuse van 'n granietbasis beteken die keuse van 'n meer akkurate, stabiele en doeltreffende IC-toetsoplossing. Of dit nou die huidige gevorderde proses-skyfietoetsing of die toekomstige verkenning van baanbrekende tegnologieë is, die granietbasis sal 'n onvervangbare en belangrike rol speel.
Plasingstyd: 15 Mei 2025