സെമികണ്ടക്ടർ ടെസ്റ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോം: കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് വസ്തുക്കളേക്കാൾ ഗ്രാനൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ആപേക്ഷിക ഗുണങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

സെമികണ്ടക്ടർ ടെസ്റ്റിംഗ് മേഖലയിൽ, ടെസ്റ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ടെസ്റ്റിംഗ് കൃത്യതയിലും ഉപകരണ സ്ഥിരതയിലും നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഗ്രാനൈറ്റ് അതിന്റെ മികച്ച പ്രകടനം കാരണം സെമികണ്ടക്ടർ ടെസ്റ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പായി മാറുകയാണ്.
മികച്ച നാശന പ്രതിരോധം ദീർഘകാല സ്ഥിരതയുള്ള പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
സെമികണ്ടക്ടർ പരിശോധനാ പ്രക്രിയയിൽ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് വികസനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന പൊട്ടാസ്യം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (KOH) ലായനി, ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡ് (HF), നൈട്രിക് ആസിഡ് (HNO₃) പോലുള്ള ഉയർന്ന നാശകാരികളായ വസ്തുക്കൾ എന്നിവ പോലുള്ള വിവിധ രാസ റിയാക്ടറുകൾ പലപ്പോഴും ഉൾപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിൽ പ്രധാനമായും ഇരുമ്പ് മൂലകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു രാസ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, ഓക്സിഡേഷൻ-റിഡക്ഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കൂടുതലാണ്. ഇരുമ്പ് ആറ്റങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുകയും ലായനിയിലെ അമ്ല പദാർത്ഥങ്ങളുമായി സ്ഥാനചലന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാവുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഉപരിതലത്തിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള നാശത്തിന് കാരണമാകുന്നു, തുരുമ്പും താഴ്ചകളും ഉണ്ടാക്കുന്നു, പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ പരന്നതയെയും മാന കൃത്യതയെയും നശിപ്പിക്കുന്നു.

ഇതിനു വിപരീതമായി, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ ധാതു ഘടന അതിന് അസാധാരണമായ നാശന പ്രതിരോധം നൽകുന്നു. അതിന്റെ പ്രധാന ഘടകമായ ക്വാർട്‌സിന് (SiO₂) വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള രാസ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ സാധാരണ ആസിഡുകളുമായും ബേസുകളുമായും വളരെ കുറച്ച് മാത്രമേ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നുള്ളൂ. ഫെൽഡ്‌സ്പാർ പോലുള്ള ധാതുക്കളും പൊതു രാസ പരിതസ്ഥിതികളിൽ നിഷ്ക്രിയമാണ്. സിമുലേറ്റഡ് സെമികണ്ടക്ടർ ഡിറ്റക്ഷൻ കെമിക്കൽ പരിതസ്ഥിതിയിൽ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ രാസ നാശന പ്രതിരോധം കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിനേക്കാൾ 15 മടങ്ങ് കൂടുതലാണെന്ന് നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇതിനർത്ഥം ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് നാശനത്താൽ ഉണ്ടാകുന്ന ഉപകരണ അറ്റകുറ്റപ്പണികളുടെ ആവൃത്തിയും ചെലവും ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുകയും ഉപകരണങ്ങളുടെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും കണ്ടെത്തൽ കൃത്യതയുടെ ദീർഘകാല സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യും എന്നാണ്.
അൾട്രാ-ഹൈ സ്റ്റെബിലിറ്റി, നാനോമീറ്റർ-ലെവൽ ഡിറ്റക്ഷൻ കൃത്യതയുടെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു
പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ സ്ഥിരതയ്ക്ക് സെമികണ്ടക്ടർ പരിശോധനയ്ക്ക് വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്, കൂടാതെ നാനോസ്‌കെയിലിൽ ചിപ്പിന്റെ സവിശേഷതകൾ കൃത്യമായി അളക്കേണ്ടതുണ്ട്. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്, ഏകദേശം 10-12 × 10⁻⁶/℃. ഡിറ്റക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം മൂലമോ ആംബിയന്റ് താപനിലയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ മൂലമോ ഉണ്ടാകുന്ന താപം കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ ഗണ്യമായ താപ വികാസത്തിനും സങ്കോചത്തിനും കാരണമാകും, ഇത് ഡിറ്റക്ഷൻ പ്രോബിനും ചിപ്പിനും ഇടയിൽ ഒരു സ്ഥാന വ്യതിയാനത്തിന് കാരണമാവുകയും അളവെടുപ്പ് കൃത്യതയെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും.

ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം 0.6-5×10⁻⁶/℃ മാത്രമാണ്, ഇത് കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെ ഒരു ഭാഗമോ അതിൽ കുറവോ ആണ്. അതിന്റെ ഘടന സാന്ദ്രമാണ്. ദീർഘകാല സ്വാഭാവിക വാർദ്ധക്യത്തിലൂടെ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം അടിസ്ഥാനപരമായി ഇല്ലാതാക്കിയിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ താപനില വ്യതിയാനങ്ങൾ ഇതിനെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അളവിൽ ബാധിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ഗ്രാനൈറ്റിന് ശക്തമായ കാഠിന്യമുണ്ട്, കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിനേക്കാൾ 2 മുതൽ 3 മടങ്ങ് വരെ കാഠിന്യം കൂടുതലാണ് (HRC > 51 ന് തുല്യം), ഇത് ബാഹ്യ ആഘാതങ്ങളെയും വൈബ്രേഷനുകളെയും ഫലപ്രദമായി ചെറുക്കാനും പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ പരന്നതും നേരായതും നിലനിർത്താനും കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള ചിപ്പ് സർക്യൂട്ട് കണ്ടെത്തലിൽ, ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന് ±0.5μm/m-നുള്ളിൽ പരന്ന പിശക് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സങ്കീർണ്ണമായ പരിതസ്ഥിതികളിൽ കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഇപ്പോഴും നാനോസ്കെയിൽ കൃത്യത കണ്ടെത്തൽ നേടാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
മികച്ച ആന്റി-മാഗ്നറ്റിക് പ്രോപ്പർട്ടി, ശുദ്ധമായ ഒരു കണ്ടെത്തൽ അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കുന്നു
സെമികണ്ടക്ടർ ടെസ്റ്റിംഗ് ഉപകരണങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളും സെൻസറുകളും വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിനോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന് ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള കാന്തികതയുണ്ട്. ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക പരിതസ്ഥിതിയിൽ, അത് ഒരു പ്രേരിത കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കും, ഇത് കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക സിഗ്നലുകളെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും സിഗ്നൽ വികലമാക്കുകയും അസാധാരണമായ കണ്ടെത്തൽ ഡാറ്റയ്ക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.

മറുവശത്ത്, ഗ്രാനൈറ്റ് ഒരു ആന്റിമാഗ്നറ്റിക് വസ്തുവാണ്, ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളാൽ ഇത് വളരെക്കുറച്ച് ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്നു. രാസ ബോണ്ടുകൾക്കുള്ളിൽ ആന്തരിക ഇലക്ട്രോണുകൾ ജോഡികളായി നിലനിൽക്കുന്നു, കൂടാതെ ഘടന സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, ബാഹ്യ വൈദ്യുതകാന്തിക ശക്തികളാൽ ഇത് ബാധിക്കപ്പെടുന്നില്ല. 10mT യുടെ ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്ര പരിതസ്ഥിതിയിൽ, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ പ്രേരിത കാന്തികക്ഷേത്ര തീവ്രത 0.001mT-ൽ താഴെയാണ്, അതേസമയം കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അത് 8mT-ൽ കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ സവിശേഷത ഗ്രാനൈറ്റ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിനെ ഡിറ്റക്ഷൻ ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ശുദ്ധമായ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കാൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ക്വാണ്ടം ചിപ്പ് ഡിറ്റക്ഷൻ, ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള അനലോഗ് സർക്യൂട്ട് ഡിറ്റക്ഷൻ പോലുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക ശബ്ദത്തിന് കർശനമായ ആവശ്യകതകളുള്ള സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, ഇത് കണ്ടെത്തൽ ഫലങ്ങളുടെ വിശ്വാസ്യതയും സ്ഥിരതയും ഫലപ്രദമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

സെമികണ്ടക്ടർ ടെസ്റ്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമുകളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ, ഗ്രാനൈറ്റ് അതിന്റെ നാശന പ്രതിരോധം, സ്ഥിരത, കാന്തിക വിരുദ്ധത തുടങ്ങിയ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ കാരണം കാസ്റ്റ് ഇരുമ്പ് വസ്തുക്കളെ സമഗ്രമായി മറികടന്നു. അർദ്ധചാലക സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയർന്ന കൃത്യതയിലേക്ക് പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, പരിശോധനാ ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കുന്നതിലും സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിന്റെ പുരോഗതി പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിലും ഗ്രാനൈറ്റ് കൂടുതൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കും.