Leo, pamoja na maendeleo ya haraka ya tasnia ya semiconductor, upimaji wa IC, kama kiunga muhimu cha kuhakikisha utendaji wa chipsi, usahihi wake na uthabiti huathiri moja kwa moja kiwango cha mavuno ya chipsi na ushindani wa tasnia. Mchakato wa utengenezaji wa chip unapoendelea kuelekea 3nm, 2nm na nodi za hali ya juu zaidi, mahitaji ya vipengee vya msingi katika vifaa vya kupima IC yanazidi kuwa magumu. Besi za granite, pamoja na sifa zao za kipekee za nyenzo na faida za utendaji, zimekuwa "mshirika wa dhahabu" wa lazima kwa vifaa vya kupima IC. Ni mantiki gani ya kiufundi iko nyuma ya hii?
I. "Kutoweza Kustahimili" kwa Misingi ya Jadi
Wakati wa mchakato wa kupima IC, vifaa vinahitaji kuchunguza kwa usahihi utendaji wa umeme wa pini za chip, uadilifu wa ishara, nk kwenye nanoscale. Hata hivyo, besi za jadi za chuma (kama vile chuma cha kutupwa na chuma) zimefichua matatizo mengi katika matumizi ya vitendo.
Kwa upande mmoja, mgawo wa upanuzi wa joto wa vifaa vya metali ni kiasi cha juu, kwa kawaida juu ya 10×10⁻⁶/℃. Joto linalozalishwa wakati wa uendeshaji wa vifaa vya kupima IC au hata mabadiliko kidogo katika hali ya joto iliyoko inaweza kusababisha upanuzi mkubwa wa joto na kupunguzwa kwa msingi wa chuma. Kwa mfano, msingi wa chuma wa kutupwa wenye urefu wa mita 1 unaweza kupanuka na kupungua hadi 100μm halijoto inapobadilika kwa 10℃. Mabadiliko kama haya ya vipimo yanatosha kusawazisha kichunguzi cha majaribio na vipini vya chip, kusababisha mguso mbaya na hatimaye kusababisha upotoshaji wa data ya jaribio.
Kwa upande mwingine, utendaji wa unyevu wa msingi wa chuma ni duni, na inafanya kuwa vigumu kutumia haraka nishati ya vibration inayotokana na uendeshaji wa vifaa. Katika hali ya upimaji wa mawimbi ya masafa ya juu, oscillation ndogo inayoendelea itaanzisha kelele nyingi, na kuongeza hitilafu ya upimaji wa uadilifu wa ishara kwa zaidi ya 30%. Kwa kuongeza, nyenzo za chuma zina unyeti mkubwa wa sumaku na zinakabiliwa na kuunganishwa na ishara za sumakuumeme za vifaa vya kupima, na kusababisha hasara za sasa za eddy na athari za hysteresis, ambazo huingilia kati usahihi wa vipimo sahihi.
ii. "Nguvu ya Ngumu" ya Misingi ya Granite
Utulivu wa mwisho wa joto, kuweka msingi wa kipimo sahihi
Itale huundwa na mchanganyiko mkali wa fuwele za madini kama vile quartz na feldspar kupitia vifungo vya ionic na covalent. Mgawo wake wa upanuzi wa mafuta ni wa chini sana, ni 0.6-5×10⁻⁶/℃ tu, ambayo ni takriban 1/2-1/20 ya ile ya nyenzo za metali. Hata kama halijoto itabadilika kwa 10℃, upanuzi na mnyweo wa msingi wa granite wenye urefu wa mita 1 ni chini ya 50nm, unakaribia kufikia "zero deformation". Wakati huo huo, conductivity ya mafuta ya granite ni 2-3 W/(m · K) tu, ambayo ni chini ya 1/20 ya ile ya metali. Inaweza kuzuia kwa ufanisi upitishaji wa joto wa vifaa, kuweka joto la uso wa sare ya msingi, na kuhakikisha kuwa uchunguzi wa majaribio na chip daima hudumisha msimamo wa jamaa mara kwa mara.
2. Ukandamizaji wenye nguvu sana wa mtetemo huunda mazingira dhabiti ya majaribio
Kasoro za kipekee za fuwele na muundo wa kuteleza wa mpaka wa nafaka ndani ya granite huipa uwezo mkubwa wa kutoweka kwa nishati, na uwiano wa unyevu wa hadi 0.3-0.5, ambao ni zaidi ya mara sita ya msingi wa chuma. Data ya majaribio inaonyesha kuwa chini ya msisimko wa mtetemo wa 100Hz, muda wa kupunguza mtetemo wa msingi wa granite ni sekunde 0.1 tu, wakati ule wa msingi wa chuma cha kutupwa ni sekunde 0.8. Hii ina maana kwamba msingi wa graniti unaweza kukandamiza papo hapo mitetemo inayosababishwa na kuanzisha na kuzimwa kwa kifaa, athari za nje, n.k., na kudhibiti ukubwa wa mtetemo wa jukwaa la majaribio ndani ya ±1μm, ikitoa hakikisho thabiti la uwekaji wa uchunguzi wa nanoscale.
3. Mali ya asili ya kupambana na sumaku, kuondoa kuingiliwa kwa umeme
Granite ni nyenzo ya diamagnetic yenye unyeti wa sumaku wa takriban -10 ⁻⁵. Elektroni za ndani zipo katika jozi ndani ya vifungo vya kemikali na karibu kamwe hazijachanganyikiwa na uga wa nje wa sumaku. Katika mazingira yenye nguvu ya uga wa sumaku ya 10mT, nguvu ya uga wa sumaku kwenye uso wa granite ni chini ya 0.001mT, wakati ile iliyo juu ya uso wa chuma cha kutupwa ni ya juu zaidi ya 8mT. Sifa hii ya asili ya kuzuia sumaku inaweza kuunda mazingira safi ya kipimo kwa vifaa vya kupima IC, kukilinda dhidi ya kuingiliwa kwa sumakuumeme kama vile mota za semina na mawimbi ya RF. Inafaa haswa kwa majaribio ambayo ni nyeti sana kwa kelele ya sumakuumeme, kama vile chip za quantum na ADC/Dacs za usahihi wa hali ya juu.
Tatu, matumizi ya vitendo yamepata matokeo ya ajabu
Mazoea ya biashara nyingi za semiconductor yameonyesha kikamilifu thamani ya besi za granite. Baada ya mtengenezaji wa vifaa vya kupima semiconductor maarufu duniani kote kupitisha msingi wa granite katika jukwaa lake la upimaji wa chip ya 5G ya hali ya juu, ilipata matokeo ya kushangaza: usahihi wa nafasi ya kadi ya uchunguzi uliongezeka kutoka ±5μm hadi ±1μm, mkengeuko wa kawaida wa data ya jaribio ulipungua kwa 70%, na kiwango cha upotovu cha asilimia 3 hadi 3% kilipungua kwa kiasi kikubwa. Wakati huo huo, athari ya kukandamiza vibration ni ya kushangaza. Vifaa vinaweza kuanza jaribio bila kungoja mtetemo kuoza, kufupisha mzunguko wa jaribio moja kwa 20% na kuongeza uwezo wa uzalishaji wa kila mwaka kwa zaidi ya kaki milioni 3. Kwa kuongeza, msingi wa granite una maisha ya zaidi ya miaka 10 na hauhitaji matengenezo ya mara kwa mara. Ikilinganishwa na besi za chuma, gharama yake ya jumla imepunguzwa kwa zaidi ya 50%.
Nne, kukabiliana na mwenendo wa viwanda na kuongoza kuboresha teknolojia ya kupima
Pamoja na maendeleo ya teknolojia ya hali ya juu ya ufungashaji (kama vile Chiplet) na kuongezeka kwa nyanja zinazoibuka kama vile chips za kompyuta za quantum, mahitaji ya utendaji wa kifaa katika majaribio ya IC yataendelea kuongezeka. Besi za granite pia zinabuniwa kila wakati na kusasishwa. Kupitia matibabu ya mipako ya uso ili kuongeza upinzani wa kuvaa au kwa kuchanganya na keramik ya piezoelectric ili kufikia fidia hai ya vibration na mafanikio mengine ya kiteknolojia, wanasonga kuelekea mwelekeo sahihi zaidi na wa akili. Katika siku zijazo, msingi wa granite utaendelea kulinda uvumbuzi wa kiteknolojia wa tasnia ya semiconductor na maendeleo ya hali ya juu ya "chips za Kichina" na utendaji wake bora.
Kuchagua msingi wa granite kunamaanisha kuchagua suluhisho sahihi zaidi, thabiti na bora la majaribio ya IC. Iwe ni upimaji wa hali ya juu wa mchakato wa upimaji wa chip au uchunguzi wa siku zijazo wa teknolojia ya kisasa, msingi wa granite utakuwa na jukumu lisiloweza kubadilishwa na muhimu.
Muda wa kutuma: Mei-15-2025