오늘날 반도체 산업의 급속한 발전과 함께 IC 테스트는 칩 성능을 보장하는 핵심 단계이며, 테스트의 정확성과 안정성은 칩 수율과 산업 경쟁력에 직접적인 영향을 미칩니다. 칩 제조 공정이 3nm, 2nm, 그리고 더욱 발전된 노드로 계속 발전함에 따라 IC 테스트 장비의 핵심 부품에 대한 요구 사항은 더욱 엄격해지고 있습니다. 독특한 소재 특성과 성능 우위를 지닌 화강암 기판은 IC 테스트 장비의 필수 불가결한 "황금 파트너"로 자리매김했습니다. 이러한 현상에는 어떤 기술적 논리가 숨어 있을까요?
I. 전통적인 기반의 "대처 능력 부족"
IC 테스트 과정에서 장비는 칩 핀의 전기적 성능, 신호 무결성 등을 나노 스케일에서 정밀하게 검출해야 합니다. 그러나 기존의 금속 기판(주철 및 강철 등)은 실제 적용에서 많은 문제점을 드러냈습니다.
한편, 금속 재료의 열팽창 계수는 비교적 높아서 일반적으로 10×10⁻⁶/℃ 이상입니다. IC 테스트 장비 작동 중 발생하는 열이나 주변 온도의 미미한 변화조차도 금속 기판의 상당한 열팽창 및 수축을 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 1미터 길이의 주철 기판은 온도가 10℃ 변할 때 최대 100μm까지 팽창 및 수축할 수 있습니다. 이러한 치수 변화는 테스트 프로브와 칩 핀 사이의 정렬 불량을 초래하여 접촉 불량을 일으키고 결과적으로 테스트 데이터 왜곡을 야기하기에 충분합니다.
반면, 금속 베이스는 감쇠 성능이 떨어져 장비 작동으로 발생하는 진동 에너지를 빠르게 소모하기 어렵습니다. 고주파 신호 검사 환경에서는 지속적인 미세 진동으로 인해 많은 노이즈가 발생하여 신호 무결성 검사 오차가 30% 이상 증가합니다. 또한, 금속 재료는 자기 감수성이 높아 검사 장비의 전자기 신호와 쉽게 결합되어 와전류 손실 및 히스테리시스 효과를 유발하고 정밀 측정의 정확도를 저해합니다.
2. 화강암 받침대의 "강력한 내구성"
최상의 열 안정성으로 정밀 측정의 기반을 마련합니다.
화강암은 석영과 장석 같은 광물 결정들이 이온 결합과 공유 결합을 통해 단단하게 결합되어 형성됩니다. 화강암의 열팽창 계수는 0.6~5×10⁻⁶/℃로 매우 낮아 금속 재료의 약 1/2~1/20 수준입니다. 온도가 10℃ 변하더라도 1미터 길이의 화강암 받침대의 팽창 및 수축은 50nm 미만으로, 거의 "변형이 없는" 상태에 가깝습니다. 또한 화강암의 열전도율은 2~3W/(m·K)로 금속의 1/20 미만입니다. 따라서 장비의 열전도를 효과적으로 차단하여 받침대 표면 온도를 균일하게 유지하고, 테스트 프로브와 칩이 항상 일정한 상대 위치를 유지하도록 합니다.
2. 초강력 진동 억제 기능으로 안정적인 시험 환경을 조성합니다.
화강암 내부의 독특한 결정 결함과 결정립계 슬라이딩 구조는 최대 0.3~0.5의 감쇠비를 갖는 강력한 에너지 소산 능력을 제공하며, 이는 금속 베이스보다 6배 이상 높은 수치입니다. 실험 데이터에 따르면 100Hz의 진동 가진 하에서 화강암 베이스의 진동 감쇠 시간은 단 0.1초인 반면, 주철 베이스는 0.8초입니다. 이는 화강암 베이스가 장비 시동 및 정지, 외부 충격 등으로 인한 진동을 즉시 억제하고 시험 플랫폼의 진동 진폭을 ±1μm 이내로 제어하여 나노 스케일 프로브의 위치 결정에 안정적인 보장을 제공할 수 있음을 의미합니다.
3. 천연 항자성 특성으로 전자기 간섭을 제거합니다.
화강암은 자기 감수율이 약 -10⁻⁵인 반자성 물질입니다. 내부 전자들은 화학 결합 내에서 쌍을 이루어 존재하며 외부 자기장에 의해 거의 편극되지 않습니다. 10mT의 강한 자기장 환경에서도 화강암 표면에 유도되는 자기장의 세기는 0.001mT 미만인 반면, 주철 표면에는 8mT 이상의 자기장이 유도됩니다. 이러한 자연적인 반자성 특성은 IC 테스트 장비에 순수한 측정 환경을 제공하여 작업장 모터나 RF 신호와 같은 외부 전자기 간섭으로부터 장비를 보호할 수 있습니다. 특히 양자 칩이나 고정밀 ADC/DAC와 같이 전자기 노이즈에 매우 민감한 테스트 환경에 적합합니다.
셋째, 실제 적용에서 놀라운 성과를 거두었습니다.
수많은 반도체 기업들의 실제 적용 사례를 통해 화강암 베이스의 가치가 충분히 입증되었습니다. 세계적으로 유명한 반도체 테스트 장비 제조업체가 자사의 고급 5G 칩 테스트 플랫폼에 화강암 베이스를 도입한 결과, 놀라운 성과를 거두었습니다. 프로브 카드의 위치 정밀도가 ±5μm에서 ±1μm로 향상되었고, 테스트 데이터의 표준 편차는 70% 감소했으며, 단일 테스트의 오판결률은 0.5%에서 0.03%로 크게 낮아졌습니다. 또한, 진동 억제 효과도 탁월하여 진동 감쇠를 기다릴 필요 없이 바로 테스트를 시작할 수 있게 되었고, 단일 테스트 주기가 20% 단축되어 연간 생산 능력이 3백만 웨이퍼 이상 증가했습니다. 뿐만 아니라, 화강암 베이스는 10년 이상의 수명을 자랑하며 잦은 유지보수가 필요하지 않습니다. 금속 베이스와 비교했을 때 전체 비용 또한 50% 이상 절감됩니다.
넷째, 산업 동향에 맞춰 시험 기술의 발전을 선도한다.
칩렛과 같은 첨단 패키징 기술의 발전과 양자 컴퓨팅 칩과 같은 신흥 분야의 부상으로 IC 테스트에서 요구되는 소자 성능은 지속적으로 높아질 것입니다. 그래닛 베이스는 이러한 요구에 부응하여 끊임없이 혁신과 업그레이드를 거듭하고 있습니다. 내마모성을 강화하는 표면 코팅 처리나 압전 세라믹과의 결합을 통한 능동 진동 보상 등 다양한 기술적 혁신을 통해 더욱 정밀하고 지능적인 방향으로 나아가고 있습니다. 앞으로도 그래닛 베이스는 탁월한 성능으로 반도체 산업의 기술 혁신과 고품질의 "중국 칩" 개발을 선도해 나갈 것입니다.
화강암 베이스를 선택한다는 것은 더욱 정확하고 안정적이며 효율적인 IC 테스트 솔루션을 선택하는 것을 의미합니다. 현재의 첨단 공정 칩 테스트든 미래의 최첨단 기술 탐구든, 화강암 베이스는 대체 불가능하고 중요한 역할을 수행할 것입니다.
게시 시간: 2025년 5월 15일