W dziedzinie produkcji półprzewodników, jako kluczowego elementu decydującego o precyzji procesu produkcji chipów, stabilność środowiska wewnętrznego maszyny do fotolitografii ma kluczowe znaczenie. Od wzbudzenia źródła światła ultrafioletowego (ESU) po działanie platformy ruchu precyzyjnego w skali nano, w żadnym ogniwie nie może być najmniejszych odchyleń. Podstawy granitowe, o szeregu unikalnych właściwości, wykazują niezrównane zalety w zapewnianiu stabilnej pracy maszyn do fotolitografii i zwiększaniu dokładności fotolitografii.
Wyjątkowa wydajność ekranowania elektromagnetycznego
Wnętrze maszyny do fotolitografii wypełnione jest złożonym środowiskiem elektromagnetycznym. Zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) generowane przez komponenty takie jak źródła skrajnego ultrafioletu, silniki napędowe i zasilacze wysokiej częstotliwości, jeśli nie są skutecznie kontrolowane, mogą poważnie wpłynąć na wydajność precyzyjnych podzespołów elektronicznych i układów optycznych w urządzeniu. Na przykład, zakłócenia mogą powodować niewielkie odchylenia we wzorach fotolitograficznych. W zaawansowanych procesach produkcyjnych może to doprowadzić do nieprawidłowych połączeń tranzystorów na chipie, co znacznie obniża jego wydajność.
Granit jest materiałem niemetalicznym i sam w sobie nie przewodzi prądu elektrycznego. Nie występuje w nim zjawisko indukcji elektromagnetycznej spowodowane ruchem swobodnych elektronów, jak w przypadku materiałów metalicznych. Ta cecha czyni go naturalnym materiałem ekranującym pole elektromagnetyczne, który skutecznie blokuje drogę transmisji wewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych. Kiedy zmienne pole magnetyczne generowane przez zewnętrzne źródło zakłóceń elektromagnetycznych rozprzestrzenia się na granitową podstawę, granit jest niemagnetyczny i nie można go namagnesować, co utrudnia jego przenikanie. Chroni to kluczowe elementy urządzenia fotolitograficznego zainstalowane na podstawie, takie jak precyzyjne czujniki i urządzenia do regulacji soczewek optycznych, przed wpływem zakłóceń elektromagnetycznych i zapewnia dokładność przenoszenia wzoru podczas procesu fotolitografii.
Doskonała kompatybilność z próżnią
Ponieważ promieniowanie ultrafioletowe o ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) jest łatwo absorbowane przez wszystkie substancje, w tym powietrze, maszyny litograficzne EUV muszą pracować w środowisku próżni. W tym momencie kompatybilność komponentów urządzenia z tym środowiskiem staje się szczególnie istotna. W próżni materiały mogą rozpuszczać się, desorpować i uwalniać gazy. Uwolnione gazy nie tylko absorbują promieniowanie EUV, zmniejszając jego intensywność i wydajność transmisji, ale także mogą zanieczyszczać soczewki optyczne. Na przykład para wodna może utleniać soczewki, a węglowodory mogą osadzać na nich warstwy węgla, poważnie wpływając na jakość litografii.
Granit charakteryzuje się stabilnymi właściwościami chemicznymi i praktycznie nie wydziela gazów w środowisku próżni. Według profesjonalnych testów, w symulowanym środowisku próżniowym urządzenia do fotolitografii (takim jak ultraczyste środowisko próżniowe, w którym znajdują się układy optyczne oświetlenia i obrazowania w komorze głównej, wymagające H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), szybkość odgazowywania granitowej podstawy jest wyjątkowo niska, znacznie niższa niż w przypadku innych materiałów, takich jak metale. Dzięki temu wnętrze urządzenia do fotolitografii utrzymuje wysoki poziom próżni i czystość przez długi czas, zapewniając wysoką transmisję światła EUV podczas transmisji oraz ultraczyste środowisko użytkowania soczewek optycznych, wydłużając żywotność układu optycznego i poprawiając ogólną wydajność urządzenia.
Wysoka odporność na wibracje i stabilność termiczna
Podczas procesu fotolitografii, precyzja na poziomie nanometrów wymaga, aby maszyna do fotolitografii nie podlegała najmniejszym drganiom ani odkształceniom termicznym. Drgania otoczenia generowane przez pracę innych urządzeń i ruch personelu w warsztacie, a także ciepło wytwarzane przez samą maszynę do fotolitografii podczas pracy, mogą zakłócać dokładność fotolitografii. Granit charakteryzuje się dużą gęstością i twardą teksturą, a także doskonałą odpornością na drgania. Jego wewnętrzna struktura krystaliczna jest zwarta, co skutecznie tłumi energię drgań i szybko tłumi ich rozprzestrzenianie się. Dane eksperymentalne pokazują, że przy tym samym źródle drgań, granitowa podstawa może zmniejszyć amplitudę drgań o ponad 90% w ciągu 0,5 sekundy. W porównaniu z podstawą metalową, pozwala ona na szybsze przywrócenie stabilności urządzenia, zapewniając precyzyjne położenie soczewki fotolitograficznej względem płytki, a także zapobiegając rozmyciu wzoru lub niewspółosiowości spowodowanej drganiami.
Tymczasem współczynnik rozszerzalności cieplnej granitu jest wyjątkowo niski i wynosi około (4-8) ×10⁻⁶/℃, znacznie mniej niż w przypadku materiałów metalowych. Podczas pracy maszyny do fotolitografii, nawet przy wahaniach temperatury wewnętrznej spowodowanych czynnikami takimi jak generowanie ciepła przez źródło światła i tarcie elementów mechanicznych, granitowa podstawa zachowuje stabilność wymiarową i nie ulega znacznym odkształceniom spowodowanym rozszerzalnością i kurczeniem cieplnym. Zapewnia stabilne i niezawodne podparcie dla układu optycznego oraz precyzyjnej platformy ruchu, zachowując spójność i dokładność fotolitografii.
Czas publikacji: 20-05-2025