În domeniul fabricării semiconductorilor, ca echipament central care determină precizia procesului de fabricație a cipurilor, stabilitatea mediului intern al mașinii de fotolitografie este de o importanță vitală. De la excitația sursei de lumină ultravioletă extremă până la funcționarea platformei de mișcare de precizie la nanoscală, nu poate exista nicio abatere în nicio verigă. Bazele de granit, cu o serie de proprietăți unice, demonstrează avantaje de neegalat în asigurarea funcționării stabile a mașinilor de fotolitografie și îmbunătățirea preciziei fotolitografiei.
Performanță remarcabilă de ecranare electromagnetică
Interiorul unui aparat de fotolitografie este umplut de un mediu electromagnetic complex. Interferența electromagnetică (EMI) generată de componente precum sursele de lumină ultravioletă extremă, motoarele de acționare și sursele de alimentare de înaltă frecvență, dacă nu este controlată eficient, va afecta serios performanța componentelor electronice de precizie și a sistemelor optice din cadrul echipamentului. De exemplu, interferențele pot provoca mici abateri ale modelelor de fotolitografie. În procesele avansate de fabricație, acest lucru este suficient pentru a duce la conexiuni incorecte ale tranzistoarelor pe cip, reducând semnificativ randamentul cipului.
Granitul este un material nemetalic și nu conduce electricitatea de la sine. Nu există un fenomen de inducție electromagnetică cauzat de mișcarea electronilor liberi în interior, așa cum se întâmplă în cazul materialelor metalice. Această caracteristică îl face un corp natural de ecranare electromagnetică, care poate bloca eficient calea de transmisie a interferențelor electromagnetice interne. Atunci când câmpul magnetic alternativ generat de sursa externă de interferență electromagnetică se propagă la baza granitului, deoarece granitul este nemagnetic și nu poate fi magnetizat, câmpul magnetic alternativ este dificil de penetrat, protejând astfel componentele principale ale mașinii de fotolitografie instalate pe bază, cum ar fi senzorii de precizie și dispozitivele de reglare a lentilelor optice, de influența interferențelor electromagnetice și asigurând acuratețea transferului de model în timpul procesului de fotolitografie.
Compatibilitate excelentă cu vidul
Deoarece lumina ultravioletă extremă (EUV) este ușor absorbită de toate substanțele, inclusiv de aer, mașinile de litografie EUV trebuie să funcționeze într-un mediu de vid. În acest moment, compatibilitatea componentelor echipamentului cu mediul de vid devine deosebit de crucială. În vid, materialele se pot dizolva, desorbi și elibera gaz. Gazul eliberat nu numai că absoarbe lumina EUV, reducând intensitatea și eficiența de transmisie a luminii, dar poate contamina și lentilele optice. De exemplu, vaporii de apă pot oxida lentilele, iar hidrocarburile pot depune straturi de carbon pe lentile, afectând serios calitatea litografiei.
Granitul are proprietăți chimice stabile și eliberează greu gaze într-un mediu de vid. Conform testelor profesionale, într-un mediu de vid simulat al unei mașini de fotolitografie (cum ar fi mediul de vid ultra-curat în care se află sistemul optic de iluminare și sistemul optic de imagistică din camera principală, necesitând H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), rata de degazare a bazei de granit este extrem de scăzută, mult mai mică decât cea a altor materiale, cum ar fi metalele. Acest lucru permite interiorului mașinii de fotolitografie să mențină un grad ridicat de vid și curățenie pentru o perioadă lungă de timp, asigurând o transmitanță ridicată a luminii EUV în timpul transmisiei și un mediu de utilizare ultra-curat pentru lentilele optice, prelungind durata de viață a sistemului optic și îmbunătățind performanța generală a mașinii de fotolitografie.
Rezistență puternică la vibrații și stabilitate termică
În timpul procesului de fotolitografie, precizia la nivel nanometric impune ca mașina de fotolitografie să nu prezinte nici cea mai mică vibrație sau deformare termică. Vibrațiile de mediu generate de funcționarea altor echipamente și de mișcarea personalului din atelier, precum și căldura produsă de mașina de fotolitografie în sine în timpul funcționării, pot interfera cu precizia fotolitografiei. Granitul are o densitate mare și o textură dură și are o rezistență excelentă la vibrații. Structura sa internă de cristale minerale este compactă, ceea ce poate atenua eficient energia vibrațiilor și suprima rapid propagarea vibrațiilor. Datele experimentale arată că, sub aceeași sursă de vibrații, baza de granit poate reduce amplitudinea vibrațiilor cu peste 90% în 0,5 secunde. Comparativ cu baza metalică, aceasta poate restabili echipamentul la stabilitate mai rapid, asigurând poziția relativă precisă dintre lentila fotolitografică și napolitană și evitând estomparea modelului sau nealinierea cauzată de vibrații.
Între timp, coeficientul de dilatare termică al granitului este extrem de scăzut, de aproximativ (4-8) ×10⁻⁶/℃, mult mai mic decât cel al materialelor metalice. În timpul funcționării mașinii de fotolitografie, chiar dacă temperatura internă fluctuează din cauza unor factori precum generarea de căldură de la sursa de lumină și frecarea de la componentele mecanice, baza de granit își poate menține stabilitatea dimensională și nu va suferi deformări semnificative din cauza dilatării și contracției termice. Aceasta oferă un suport stabil și fiabil pentru sistemul optic și platforma de mișcare de precizie, menținând consecvența preciziei fotolitografiei.
Data publicării: 20 mai 2025