अर्धचालक परीक्षण प्लेटफार्म: कच्चा लोहा सामग्री की तुलना में ग्रेनाइट का उपयोग करने के सापेक्ष लाभ क्या हैं?

अर्धचालक परीक्षण के क्षेत्र में, परीक्षण प्लेटफ़ॉर्म की सामग्री का चयन परीक्षण सटीकता और उपकरण स्थिरता में निर्णायक भूमिका निभाता है। पारंपरिक कच्चा लोहा सामग्री की तुलना में, ग्रेनाइट अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण अर्धचालक परीक्षण प्लेटफ़ॉर्म के लिए आदर्श विकल्प बनता जा रहा है।
उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है
अर्धचालक परीक्षण प्रक्रिया के दौरान, अक्सर विभिन्न रासायनिक अभिकर्मकों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि फोटोरेसिस्ट विकास के लिए प्रयुक्त पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) विलयन, और नक़्क़ाशी प्रक्रिया में हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल (HF) और नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) जैसे अत्यधिक संक्षारक पदार्थ। कच्चा लोहा मुख्यतः लौह तत्वों से बना होता है। ऐसे रासायनिक वातावरण में, ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाएँ होने की अत्यधिक संभावना होती है। लौह परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और विलयन में अम्लीय पदार्थों के साथ विस्थापन अभिक्रियाओं से गुजरते हैं, जिससे सतह का तेज़ी से क्षरण होता है, जंग और गड्ढे बनते हैं, और प्लेटफ़ॉर्म की समतलता और आयामी सटीकता को नुकसान पहुँचता है।

इसके विपरीत, ग्रेनाइट की खनिज संरचना इसे असाधारण संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती है। इसका मुख्य घटक, क्वार्ट्ज (SiO₂), अत्यंत स्थिर रासायनिक गुणों वाला होता है और सामान्य अम्लों और क्षारों के साथ शायद ही प्रतिक्रिया करता है। फेल्डस्पार जैसे खनिज भी सामान्य रासायनिक वातावरण में निष्क्रिय होते हैं। कई प्रयोगों से पता चला है कि समान अनुकरणीय अर्धचालक संसूचन रासायनिक वातावरण में, ग्रेनाइट का रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध कच्चे लोहे की तुलना में 15 गुना अधिक होता है। इसका अर्थ है कि ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग संक्षारण के कारण होने वाले उपकरणों के रखरखाव की आवृत्ति और लागत को काफी कम कर सकता है, उपकरणों के सेवा जीवन का विस्तार कर सकता है, और संसूचन सटीकता की दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित कर सकता है।
अति-उच्च स्थिरता, नैनोमीटर-स्तर की पहचान सटीकता की आवश्यकताओं को पूरा करती है
अर्धचालक परीक्षण में प्लेटफ़ॉर्म की स्थिरता के लिए अत्यधिक उच्च आवश्यकताएँ होती हैं और नैनोस्केल पर चिप की विशेषताओं को सटीक रूप से मापना आवश्यक होता है। कच्चे लोहे का तापीय प्रसार गुणांक अपेक्षाकृत अधिक होता है, लगभग 10-12 × 10⁻⁶/℃। संसूचन उपकरण के संचालन से उत्पन्न ऊष्मा या परिवेश के तापमान में उतार-चढ़ाव, कच्चे लोहे के प्लेटफ़ॉर्म के महत्वपूर्ण तापीय प्रसार और संकुचन का कारण बनेंगे, जिसके परिणामस्वरूप संसूचन जांच और चिप के बीच स्थितिगत विचलन होगा और माप सटीकता प्रभावित होगी।

ग्रेनाइट का तापीय प्रसार गुणांक केवल 0.6-5×10⁻⁶/°C है, जो कच्चे लोहे के तापीय प्रसार गुणांक का एक अंश या उससे भी कम है। इसकी संरचना सघन है। आंतरिक तनाव मूलतः दीर्घकालिक प्राकृतिक आयुवृद्धि द्वारा समाप्त हो गया है और तापमान परिवर्तनों से न्यूनतम रूप से प्रभावित होता है। इसके अलावा, ग्रेनाइट में प्रबल कठोरता होती है, जिसकी कठोरता कच्चे लोहे की तुलना में 2 से 3 गुना अधिक होती है (HRC > 51 के बराबर), जो बाहरी प्रभावों और कंपनों का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध कर सकती है और प्लेटफ़ॉर्म की समतलता और सीधापन बनाए रख सकती है। उदाहरण के लिए, उच्च-परिशुद्धता चिप सर्किट डिटेक्शन में, ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म समतलता त्रुटि को ±0.5μm/m के भीतर नियंत्रित कर सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि डिटेक्शन उपकरण जटिल वातावरण में भी नैनोस्केल परिशुद्धता डिटेक्शन प्राप्त कर सकते हैं।
उत्कृष्ट चुंबकीय-विरोधी गुण, एक शुद्ध पहचान वातावरण का निर्माण
अर्धचालक परीक्षण उपकरणों में लगे इलेक्ट्रॉनिक घटक और सेंसर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। कच्चे लोहे में एक निश्चित मात्रा में चुंबकत्व होता है। विद्युत चुम्बकीय वातावरण में, यह एक प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा, जो संसूचन उपकरण के विद्युत चुम्बकीय संकेतों में हस्तक्षेप करेगा, जिसके परिणामस्वरूप संकेत विकृत हो जाएँगे और संसूचन डेटा असामान्य हो जाएगा।

दूसरी ओर, ग्रेनाइट एक प्रतिचुंबकीय पदार्थ है और बाह्य चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा शायद ही ध्रुवीकृत होता है। आंतरिक इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधों के भीतर युग्मों में मौजूद होते हैं, और संरचना स्थिर होती है, बाह्य विद्युत चुम्बकीय बलों से प्रभावित नहीं होती। 10mT के प्रबल चुंबकीय क्षेत्र वातावरण में, ग्रेनाइट की सतह पर प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता 0.001mT से कम होती है, जबकि कच्चे लोहे की सतह पर यह 8mT से अधिक होती है। यह विशेषता ग्रेनाइट प्लेटफ़ॉर्म को संसूचन उपकरणों के लिए एक शुद्ध विद्युत चुम्बकीय वातावरण बनाने में सक्षम बनाती है, जो विशेष रूप से क्वांटम चिप संसूचन और उच्च-परिशुद्धता एनालॉग सर्किट संसूचन जैसे विद्युत चुम्बकीय शोर की सख्त आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, जिससे संसूचन परिणामों की विश्वसनीयता और स्थिरता में प्रभावी रूप से वृद्धि होती है।

अर्धचालक परीक्षण प्लेटफार्मों के निर्माण में, ग्रेनाइट ने अपने संक्षारण प्रतिरोध, स्थिरता और चुंबकत्व-विरोधी जैसे महत्वपूर्ण लाभों के कारण कच्चे लोहे की सामग्री को व्यापक रूप से पीछे छोड़ दिया है। जैसे-जैसे अर्धचालक प्रौद्योगिकी उच्च परिशुद्धता की ओर अग्रसर होती है, परीक्षण उपकरणों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने और अर्धचालक उद्योग की प्रगति को बढ़ावा देने में ग्रेनाइट की भूमिका और भी महत्वपूर्ण होती जाएगी।