반도체 테스트 분야에서 테스트 플랫폼의 재질 선택은 테스트 정확도와 장비 안정성에 결정적인 역할을 합니다. 기존의 주철 재질과 비교했을 때, 화강암은 탁월한 성능으로 인해 반도체 테스트 플랫폼에 이상적인 선택지로 떠오르고 있습니다.
탁월한 내식성으로 장기간 안정적인 작동을 보장합니다.
반도체 테스트 과정에서는 포토레지스트 현상에 사용되는 수산화칼륨(KOH) 용액과 에칭 공정에 사용되는 불산(HF) 및 질산(HNO₃)과 같은 부식성이 강한 물질 등 다양한 화학 시약이 사용됩니다. 주철은 주로 철 원소로 구성되어 있습니다. 이러한 화학적 환경에서는 산화-환원 반응이 쉽게 발생할 수 있습니다. 철 원자는 전자를 잃고 용액 내 산성 물질과 치환 반응을 일으켜 표면의 급속한 부식을 유발하고 녹과 함몰을 형성하여 플랫폼의 평탄도와 치수 정밀도를 손상시킵니다.
반면, 화강암은 광물 조성 덕분에 탁월한 내식성을 지닙니다. 주성분인 석영(SiO₂)은 화학적으로 매우 안정적이며 일반적인 산과 염기와 거의 반응하지 않습니다. 장석과 같은 광물 또한 일반적인 화학 환경에서 불활성입니다. 수많은 실험을 통해 동일한 모의 반도체 검출 화학 환경에서 화강암의 화학적 내식성이 주철보다 15배 이상 높다는 것이 입증되었습니다. 이는 화강암 플랫폼을 사용하면 부식으로 인한 장비 유지 보수 빈도와 비용을 크게 줄이고, 장비 수명을 연장하며, 검출 정확도의 장기적인 안정성을 보장할 수 있음을 의미합니다.
나노미터 수준의 검출 정확도 요구 사항을 충족하는 초고안정성
반도체 테스트는 플랫폼의 안정성에 대한 요구 조건이 매우 높으며 나노 스케일에서 칩의 특성을 정밀하게 측정해야 합니다. 주철의 열팽창 계수는 약 10⁻¹² × 10⁻⁶/℃로 비교적 높습니다. 검출 장비 작동 시 발생하는 열이나 주변 온도의 변동은 주철 플랫폼의 상당한 열팽창 및 수축을 유발하여 검출 프로브와 칩 사이의 위치 오차를 발생시키고 측정 정확도에 영향을 미칩니다.
화강암의 열팽창 계수는 0.6~5×10⁻⁶/℃에 불과하여 주철의 열팽창 계수보다 훨씬 낮습니다. 화강암은 치밀한 구조를 가지고 있으며, 오랜 자연 노화 과정을 통해 내부 응력이 거의 제거되어 온도 변화의 영향을 거의 받지 않습니다. 또한, 화강암은 강성이 뛰어나고 경도가 주철보다 2~3배 높은(HRC > 51) 재질로, 외부 충격과 진동에 효과적으로 저항하고 플랫폼의 평탄도와 직진도를 유지할 수 있습니다. 예를 들어, 고정밀 칩 회로 검출에서 화강암 플랫폼은 평탄도 오차를 ±0.5μm/m 이내로 제어할 수 있어 복잡한 환경에서도 나노 스케일의 정밀 검출이 가능합니다.
탁월한 항자성으로 깨끗한 검출 환경을 조성합니다.
반도체 테스트 장비의 전자 부품과 센서는 전자기 간섭에 매우 민감합니다. 주철은 일정 수준의 자성을 가지고 있으며, 전자기 환경에서 유도 자기장을 발생시켜 검출 장비의 전자기 신호를 간섭하고 신호 왜곡 및 비정상적인 검출 데이터를 초래할 수 있습니다.
반면 화강암은 반자성 물질로 외부 자기장에 의해 거의 분극되지 않습니다. 내부 전자들은 화학 결합 내에서 쌍을 이루어 존재하며, 구조가 안정적이어서 외부 전자기력의 영향을 받지 않습니다. 10mT의 강한 자기장 환경에서 화강암 표면에 유도되는 자기장의 세기는 0.001mT 미만인 반면, 주철 표면에는 8mT 이상의 자기장이 유도됩니다. 이러한 특징 덕분에 화강암 플랫폼은 검출 장비에 순수한 전자기 환경을 조성할 수 있으며, 특히 양자 칩 검출이나 고정밀 아날로그 회로 검출과 같이 전자기 잡음에 대한 요구 사항이 엄격한 시나리오에 적합하여 검출 결과의 신뢰성과 일관성을 효과적으로 향상시킵니다.
반도체 테스트 플랫폼 구축에 있어 화강암은 내식성, 안정성, 비자성 등의 여러 장점 덕분에 주철 소재를 압도적으로 능가하고 있습니다. 반도체 기술이 더욱 정밀해짐에 따라 화강암은 테스트 장비의 성능을 보장하고 반도체 산업의 발전을 촉진하는 데 있어 더욱 중요한 역할을 할 것입니다.
게시 시간: 2025년 5월 15일