En el camp de la fabricació de semiconductors, com a equip principal que determina la precisió del procés de fabricació de xips, l'estabilitat de l'entorn intern de la màquina de fotolitografia és de vital importància. Des de l'excitació de la font de llum ultraviolada extrema fins al funcionament de la plataforma de moviment de precisió a nanoescala, no hi pot haver cap desviació més mínima en cada enllaç. Les bases de granit, amb una sèrie de propietats úniques, demostren avantatges inigualables per garantir el funcionament estable de les màquines de fotolitografia i millorar la precisió de la fotolitografia.
Excel·lent rendiment de blindatge electromagnètic
L'interior d'una màquina de fotolitografia està ple d'un entorn electromagnètic complex. La interferència electromagnètica (EMI) generada per components com ara fonts de llum ultraviolada extrema, motors d'accionament i fonts d'alimentació d'alta freqüència, si no es controla eficaçment, afectarà greument el rendiment dels components electrònics de precisió i els sistemes òptics dins de l'equip. Per exemple, la interferència pot causar lleugeres desviacions en els patrons de fotolitografia. En processos de fabricació avançats, això és suficient per provocar connexions incorrectes dels transistors al xip, cosa que redueix significativament el rendiment del xip.
El granit és un material no metàl·lic i no condueix l'electricitat per si mateix. No hi ha cap fenomen d'inducció electromagnètica causat pel moviment d'electrons lliures a l'interior com en els materials metàl·lics. Aquesta característica el converteix en un cos de blindatge electromagnètic natural, que pot bloquejar eficaçment la via de transmissió de la interferència electromagnètica interna. Quan el camp magnètic altern generat per la font d'interferència electromagnètica externa es propaga a la base de granit, com que el granit no és magnètic i no es pot magnetitzar, el camp magnètic altern és difícil de penetrar, protegint així els components principals de la màquina de fotolitografia instal·lada a la base, com ara sensors de precisió i dispositius d'ajust de lents òptiques, de la influència de la interferència electromagnètica i garantint la precisió de la transferència de patrons durant el procés de fotolitografia.
Excel·lent compatibilitat amb el buit
Com que la llum ultraviolada extrema (EUV) és fàcilment absorbida per totes les substàncies, inclòs l'aire, les màquines de litografia EUV han de funcionar en un entorn de buit. En aquest punt, la compatibilitat dels components de l'equip amb l'entorn de buit esdevé particularment crucial. En un buit, els materials es poden dissoldre, desorbir i alliberar gas. El gas alliberat no només absorbeix la llum EUV, reduint la intensitat i l'eficiència de transmissió de la llum, sinó que també pot contaminar les lents òptiques. Per exemple, el vapor d'aigua pot oxidar les lents i els hidrocarburs poden dipositar capes de carboni a les lents, afectant greument la qualitat de la litografia.
El granit té propietats químiques estables i gairebé no allibera gas en un entorn de buit. Segons proves professionals, en un entorn de buit simulat d'una màquina de fotolitografia (com ara l'entorn de buit ultranet en què es troben el sistema òptic d'il·luminació i el sistema òptic d'imatge a la cambra principal, que requereix H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), la taxa de desgasificació de la base de granit és extremadament baixa, molt inferior a la d'altres materials com els metalls. Això permet que l'interior de la màquina de fotolitografia mantingui un alt grau de buit i neteja durant molt de temps, garantint l'alta transmitància de la llum EUV durant la transmissió i un entorn d'ús ultranet per a les lents òptiques, allargant la vida útil del sistema òptic i millorant el rendiment general de la màquina de fotolitografia.
Forta resistència a les vibracions i estabilitat tèrmica
Durant el procés de fotolitografia, la precisió a nivell nanomètric requereix que la màquina de fotolitografia no tingui la més mínima vibració o deformació tèrmica. Les vibracions ambientals generades pel funcionament d'altres equips i el moviment del personal al taller, així com la calor produïda per la pròpia màquina de fotolitografia durant el funcionament, poden interferir amb la precisió de la fotolitografia. El granit té una alta densitat i una textura dura, i té una excel·lent resistència a les vibracions. La seva estructura interna de cristall mineral és compacta, cosa que pot atenuar eficaçment l'energia de vibració i suprimir ràpidament la propagació de la vibració. Les dades experimentals mostren que sota la mateixa font de vibració, la base de granit pot reduir l'amplitud de la vibració en més d'un 90% en 0,5 segons. En comparació amb la base metàl·lica, pot restaurar l'equip a l'estabilitat més ràpidament, garantint la posició relativa precisa entre la lent de fotolitografia i l'oblia i evitant el desenfocament o la desalineació del patró causats per la vibració.
Mentrestant, el coeficient d'expansió tèrmica del granit és extremadament baix, aproximadament (4-8) ×10⁻⁶/℃, que és molt inferior al dels materials metàl·lics. Durant el funcionament de la màquina de fotolitografia, fins i tot si la temperatura interna fluctua a causa de factors com la generació de calor de la font de llum i la fricció dels components mecànics, la base de granit pot mantenir l'estabilitat dimensional i no patirà deformacions significatives a causa de l'expansió i la contracció tèrmiques. Proporciona un suport estable i fiable per al sistema òptic i la plataforma de moviment de precisió, mantenint la consistència de la precisió de la fotolitografia.
Data de publicació: 20 de maig de 2025