सेमीकंडक्टर परीक्षण प्लेटफॉर्म: कच्चा लोहा सामग्री की तुलना में ग्रेनाइट का उपयोग करने के सापेक्ष क्या फायदे हैं?

सेमीकंडक्टर परीक्षण के क्षेत्र में, परीक्षण प्लेटफॉर्म के लिए सामग्री का चयन परीक्षण की सटीकता और उपकरण की स्थिरता में निर्णायक भूमिका निभाता है। पारंपरिक कच्चा लोहा सामग्री की तुलना में, ग्रेनाइट अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण सेमीकंडक्टर परीक्षण प्लेटफॉर्म के लिए आदर्श विकल्प बनता जा रहा है।
उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है।
सेमीकंडक्टर परीक्षण प्रक्रिया के दौरान, अक्सर कई रासायनिक अभिकर्मकों का उपयोग होता है, जैसे कि फोटोरेसिस्ट के 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 मुख्य रूप से लौह तत्वों से बना होता है। ऐसे रासायनिक वातावरण में, ऑक्सीकरण-अपचयन अभिक्रियाएँ होने की प्रबल संभावना होती है। लौह परमाणु इलेक्ट्रॉन खो देते हैं और विलयन में मौजूद अम्लीय पदार्थों के साथ विस्थापन अभिक्रियाएँ करते हैं, जिससे सतह का तीव्र क्षरण होता है, जंग और गड्ढे बन जाते हैं, और प्लेटफ़ॉर्म की समतलता और आयामी सटीकता को नुकसान पहुँचता है।

इसके विपरीत, ग्रेनाइट की खनिज संरचना इसे असाधारण संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करती है। इसका मुख्य घटक, क्वार्ट्ज़ (SiO₂), अत्यंत स्थिर रासायनिक गुणों वाला होता है और सामान्य अम्लों और क्षारों के साथ मुश्किल से ही प्रतिक्रिया करता है। फेल्डस्पार जैसे खनिज भी सामान्य रासायनिक वातावरण में निष्क्रिय होते हैं। अनेक प्रयोगों से सिद्ध हुआ है कि समान कृत्रिम अर्धचालक पहचान रासायनिक वातावरण में, ग्रेनाइट की रासायनिक संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता कच्चा लोहा की तुलना में 15 गुना से अधिक होती है। इसका अर्थ यह है कि ग्रेनाइट प्लेटफॉर्म का उपयोग संक्षारण के कारण होने वाले उपकरण रखरखाव की आवृत्ति और लागत को काफी कम कर सकता है, उपकरण के सेवा जीवन को बढ़ा सकता है और पहचान सटीकता की दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित कर सकता है।
अत्यधिक स्थिरता, नैनोमीटर स्तर की पहचान सटीकता की आवश्यकताओं को पूरा करती है।
सेमीकंडक्टर परीक्षण में प्लेटफॉर्म की स्थिरता के लिए अत्यंत उच्च आवश्यकताएं होती हैं और चिप की विशेषताओं को नैनोस्केल पर सटीक रूप से मापना आवश्यक होता है। कच्चा लोहा का तापीय प्रसार गुणांक अपेक्षाकृत उच्च होता है, लगभग 10⁻¹² × 10⁻⁶/℃। जांच उपकरण के संचालन से उत्पन्न ऊष्मा या परिवेश के तापमान में उतार-चढ़ाव के कारण कच्चा लोहा प्लेटफॉर्म में काफी तापीय प्रसार और संकुचन होता है, जिसके परिणामस्वरूप जांच प्रोब और चिप के बीच स्थितिगत विचलन होता है और माप की सटीकता प्रभावित होती है।

ग्रेनाइट का ऊष्मीय प्रसार गुणांक केवल 0.6-5×10⁻⁶/℃ है, जो ढलवां लोहे की तुलना में बहुत कम या लगभग नगण्य है। इसकी संरचना सघन होती है। लंबे समय तक प्राकृतिक रूप से पुराने होने के कारण इसका आंतरिक तनाव लगभग समाप्त हो चुका है और तापमान परिवर्तन से इस पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, ग्रेनाइट में प्रबल कठोरता होती है, जो ढलवां लोहे की तुलना में 2 से 3 गुना अधिक (HRC > 51 के समतुल्य) होती है, जिससे यह बाहरी प्रभावों और कंपन का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध कर सकता है और प्लेटफॉर्म की समतलता और सीधापन बनाए रख सकता है। उदाहरण के लिए, उच्च परिशुद्धता वाले चिप सर्किट डिटेक्शन में, ग्रेनाइट प्लेटफॉर्म 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 सके।
उत्कृष्ट चुंबकीय-रोधी गुण, जिससे एक शुद्ध पहचान वातावरण बनता है।
सेमीकंडक्टर परीक्षण उपकरणों में लगे इलेक्ट्रॉनिक घटक और सेंसर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति अत्यंत संवेदनशील होते हैं। कच्चा लोहा कुछ हद तक चुंबकत्व प्रदर्शित करता है। विद्युत चुम्बकीय वातावरण में, यह एक प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो संवेदन उपकरण के विद्युत चुम्बकीय संकेतों में बाधा डालता है, जिसके परिणामस्वरूप संकेत विकृत हो जाते हैं और असामान्य संवेदन डेटा प्राप्त होता है।

दूसरी ओर, ग्रेनाइट एक अचुंबकीय पदार्थ है और बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों से इस पर ध्रुवीकरण बहुत कम होता है। इसके आंतरिक इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधों के भीतर युग्मों में विद्यमान होते हैं, और इसकी संरचना स्थिर होती है, जो बाहरी विद्युत चुम्बकीय बलों से अप्रभावित रहती है। 10 मीट्रिक टन के प्रबल चुंबकीय क्षेत्र में, ग्रेनाइट की सतह पर प्रेरित चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता 0.001 मीट्रिक टन से कम होती है, जबकि कच्चा लोहा की सतह पर यह 8 मीट्रिक टन से अधिक होती है। यह विशेषता ग्रेनाइट प्लेटफॉर्म को पहचान उपकरणों के लिए एक शुद्ध विद्युत चुम्बकीय वातावरण बनाने में सक्षम बनाती है, जो विशेष रूप से क्वांटम चिप पहचान और उच्च-परिशुद्धता एनालॉग सर्किट पहचान जैसे विद्युत चुम्बकीय शोर के लिए सख्त आवश्यकताओं वाले परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है, जिससे पहचान परिणामों की विश्वसनीयता और स्थिरता में प्रभावी रूप से वृद्धि होती है।

सेमीकंडक्टर परीक्षण प्लेटफार्मों के निर्माण में, ग्रेनाइट ने जंग प्रतिरोध, स्थिरता और चुंबकत्व-रोधी गुणों जैसे महत्वपूर्ण लाभों के कारण कच्चा लोहा जैसी सामग्रियों को व्यापक रूप से पीछे छोड़ दिया है। सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकी की उच्च परिशुद्धता की ओर प्रगति के साथ, परीक्षण उपकरणों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने और सेमीकंडक्टर उद्योग की प्रगति को बढ़ावा देने में ग्रेनाइट की भूमिका और भी महत्वपूर्ण होती जाएगी।