Dans le domaine des tests de semi-conducteurs, le choix du matériau de la plateforme de test est déterminant pour la précision des tests et la stabilité de l'équipement. Comparé aux matériaux traditionnels en fonte, le granit s'impose comme le choix idéal pour les plateformes de test de semi-conducteurs grâce à ses performances exceptionnelles.
Une résistance exceptionnelle à la corrosion garantit un fonctionnement stable à long terme
Lors des tests de semi-conducteurs, divers réactifs chimiques sont fréquemment utilisés, tels que la solution d'hydroxyde de potassium (KOH) pour le développement de la résine photosensible, et des substances hautement corrosives comme l'acide fluorhydrique (HF) et l'acide nitrique (HNO₃) lors de la gravure. La fonte est principalement composée de fer. Dans ce milieu chimique, des réactions d'oxydoréduction sont susceptibles de se produire. Les atomes de fer perdent des électrons et subissent des réactions de déplacement avec les substances acides présentes dans la solution, provoquant une corrosion rapide de la surface, la formation de rouille et de creux, et altérant la planéité et la précision dimensionnelle de la plateforme.
À l'inverse, la composition minérale du granit lui confère une résistance à la corrosion exceptionnelle. Son principal composant, le quartz (SiO₂), possède des propriétés chimiques extrêmement stables et réagit très peu avec les acides et les bases courants. Des minéraux comme le feldspath sont également inertes dans les milieux chimiques ordinaires. De nombreuses expériences ont démontré que, dans un environnement chimique simulant la détection de semi-conducteurs, la résistance à la corrosion du granit est plus de 15 fois supérieure à celle de la fonte. Ainsi, l'utilisation de plateformes en granit permet de réduire considérablement la fréquence et le coût de la maintenance des équipements due à la corrosion, d'allonger leur durée de vie et de garantir la stabilité à long terme de la précision de détection.
Stabilité ultra-élevée, répondant aux exigences d'une précision de détection nanométrique
Les tests de semi-conducteurs exigent une stabilité extrême de la plateforme et nécessitent une mesure précise des caractéristiques de la puce à l'échelle nanométrique. Le coefficient de dilatation thermique de la fonte est relativement élevé, de l'ordre de 10⁻¹² × 10⁻⁶/°C. La chaleur générée par le fonctionnement de l'équipement de détection ou les fluctuations de la température ambiante provoquent une dilatation et une contraction thermiques importantes de la plateforme en fonte, entraînant un écart de position entre la sonde de détection et la puce et affectant la précision de la mesure.
Le coefficient de dilatation thermique du granit n'est que de 0,6 à 5 × 10⁻⁶/°C, soit une fraction, voire moins, de celui de la fonte. Sa structure est dense. Les contraintes internes sont quasiment éliminées par un long vieillissement naturel et le granit est très peu affecté par les variations de température. De plus, sa grande rigidité, avec une dureté 2 à 3 fois supérieure à celle de la fonte (équivalente à HRC > 51), lui permet de résister efficacement aux chocs et vibrations externes et de garantir la planéité et la rectitude de la plateforme. Par exemple, dans le contrôle de circuits intégrés de haute précision, une plateforme en granit permet de contrôler l'erreur de planéité à ±0,5 µm/m, assurant ainsi une précision nanométrique même dans des environnements complexes.
Propriétés antimagnétiques exceptionnelles, créant un environnement de détection pur
Les composants électroniques et les capteurs des équipements de test de semi-conducteurs sont extrêmement sensibles aux interférences électromagnétiques. La fonte possède un certain magnétisme. Dans un environnement électromagnétique, elle génère un champ magnétique induit qui perturbe les signaux électromagnétiques de l'équipement de détection, entraînant une distorsion du signal et des données de détection anormales.
Le granit, en revanche, est un matériau antimagnétique et est très peu polarisé par les champs magnétiques externes. Les électrons internes, présents par paires au sein des liaisons chimiques, confèrent à la structure une grande stabilité, insensible aux forces électromagnétiques extérieures. Dans un champ magnétique intense de 10 mT, l'intensité du champ magnétique induit à la surface du granit est inférieure à 0,001 mT, tandis qu'elle dépasse 8 mT à la surface de la fonte. Cette propriété permet à la plateforme en granit de créer un environnement électromagnétique pur pour les équipements de détection, ce qui la rend particulièrement adaptée aux applications exigeant un faible niveau de bruit électromagnétique, comme la détection de puces quantiques et la détection de circuits analogiques de haute précision. Elle contribue ainsi à améliorer la fiabilité et la cohérence des résultats de détection.
Dans la construction de plateformes de test pour semi-conducteurs, le granit a largement supplanté la fonte grâce à ses avantages considérables, tels que sa résistance à la corrosion, sa stabilité et son amagnétisme. Avec les progrès de la technologie des semi-conducteurs vers une précision accrue, le granit jouera un rôle de plus en plus crucial pour garantir les performances des équipements de test et favoriser le développement de l'industrie des semi-conducteurs.
Date de publication : 15 mai 2025