У галузі виробництва напівпровідників, як основного обладнання, що визначає точність процесу виробництва мікросхем, стабільність внутрішнього середовища фотолітографічної машини має життєво важливе значення. Від збудження джерела екстремального ультрафіолетового світла до роботи нанорозмірної прецизійної рухомої платформи, не може бути жодного найменшого відхилення в кожній ланці. Гранітні основи, з низкою унікальних властивостей, демонструють неперевершені переваги у забезпеченні стабільної роботи фотолітографічних машин та підвищенні точності фотолітографії.
Видатні показники електромагнітного екранування
Внутрішня частина фотолітографічної машини заповнена складним електромагнітним середовищем. Електромагнітні перешкоди (ЕМП), що генеруються такими компонентами, як джерела екстремального ультрафіолетового випромінювання, приводні двигуни та високочастотні джерела живлення, якщо їх не контролювати ефективно, серйозно впливатимуть на продуктивність точних електронних компонентів та оптичних систем всередині обладнання. Наприклад, перешкоди можуть спричиняти незначні відхилення у фотолітографічних діаграмах. У передових виробничих процесах цього достатньо, щоб призвести до неправильного з'єднання транзисторів на кристалі, що значно знижує вихід кристала.
Граніт — це неметалевий матеріал, який сам по собі не проводить електрику. У ньому немає явища електромагнітної індукції, спричиненого рухом вільних електронів всередині, як у металевих матеріалах. Ця характеристика робить його природним електромагнітним екрануючим тілом, яке може ефективно блокувати шлях передачі внутрішніх електромагнітних перешкод. Коли змінне магнітне поле, що генерується зовнішнім джерелом електромагнітних перешкод, поширюється на гранітну основу, оскільки граніт немагнітний і не може бути намагнічений, змінне магнітне поле важко проникає всередину, що захищає основні компоненти фотолітографічного апарата, встановленого на основі, такі як прецизійні датчики та пристрої регулювання оптичних лінз, від впливу електромагнітних перешкод і забезпечує точність перенесення малюнка під час процесу фотолітографії.
Відмінна сумісність з вакуумом
Оскільки екстремальне ультрафіолетове випромінювання (EUV) легко поглинається всіма речовинами, включаючи повітря, машини для EUV-літографії повинні працювати у вакуумному середовищі. У цьому випадку сумісність компонентів обладнання з вакуумним середовищем стає особливо важливою. У вакуумі матеріали можуть розчинятися, десорбуватися та виділяти газ. Виділений газ не тільки поглинає EUV-світло, знижуючи інтенсивність та ефективність пропускання світла, але й може забруднювати оптичні лінзи. Наприклад, водяна пара може окислювати лінзи, а вуглеводні можуть відкладати вуглецеві шари на лінзах, серйозно впливаючи на якість літографії.
Граніт має стабільні хімічні властивості та майже не виділяє газ у вакуумному середовищі. Згідно з професійними випробуваннями, у вакуумному середовищі фотолітографічної машини (наприклад, у надчистому вакуумному середовищі, в якому розташовані оптична система освітлення та оптична система формування зображення в головній камері, що вимагає H₂O < 10⁻⁵ Па, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Па), швидкість виділення газу з гранітної основи надзвичайно низька, набагато нижча, ніж у інших матеріалів, таких як метали. Це дозволяє внутрішній частині фотолітографічної машини підтримувати високий ступінь вакууму та чистоту протягом тривалого часу, забезпечуючи високий коефіцієнт пропускання світла EUV під час пропускання та надчисте середовище використання для оптичних лінз, продовжуючи термін служби оптичної системи та підвищуючи загальну продуктивність фотолітографічної машини.
Висока стійкість до вібрацій та термостабільність
Під час процесу фотолітографії точність на нанометровому рівні вимагає, щоб фотолітографічний апарат не мав найменшої вібрації чи теплової деформації. Вібрації навколишнього середовища, що виникають внаслідок роботи іншого обладнання та руху персоналу в цеху, а також тепло, що виробляється самим фотолітографічним апаратом під час роботи, можуть впливати на точність фотолітографії. Граніт має високу щільність і тверду текстуру, а також чудову вібростійкість. Його внутрішня мінерально-кристалічна структура компактна, що може ефективно послаблювати енергію вібрації та швидко пригнічувати її поширення. Експериментальні дані показують, що під впливом одного й того ж джерела вібрації гранітна основа може зменшити амплітуду вібрації більш ніж на 90% протягом 0,5 секунди. Порівняно з металевою основою, вона може швидше відновити стабільність обладнання, забезпечуючи точне відносне положення між фотолітографічною лінзою та пластиною, а також уникаючи розмиття візерунка або перекосу, спричиненого вібрацією.
Тим часом коефіцієнт теплового розширення граніту надзвичайно низький, приблизно (4-8) × 10⁻⁶/℃, що значно нижче, ніж у металевих матеріалів. Під час роботи фотолітографічної машини, навіть якщо внутрішня температура коливається через такі фактори, як виділення тепла від джерела світла та тертя від механічних компонентів, гранітна основа може зберігати стабільність розмірів і не зазнавати значних деформацій через теплове розширення та стиснення. Вона забезпечує стабільну та надійну підтримку оптичної системи та платформи прецизійного руху, підтримуючи стабільність точності фотолітографії.
Час публікації: 20 травня 2025 р.