W produkcji półprzewodników maszyna fotolitograficzna stanowi kluczowe urządzenie decydujące o precyzji chipów, a granitowa podstawa, dzięki swoim licznym właściwościom, stała się nieodzownym elementem maszyny fotolitograficznej.
Stabilność termiczna: „Tarcza” chroniąca przed zmianami temperatury
Podczas pracy maszyny do fotolitografii wytwarza ona dużą ilość ciepła. Nawet wahania temperatury rzędu 0,1°C mogą spowodować odkształcenie elementów urządzenia i wpłynąć na dokładność fotolitografii. Współczynnik rozszerzalności cieplnej granitu jest wyjątkowo niski i wynosi zaledwie 4-8 ×10⁻⁶/°C, co stanowi około 1/3 współczynnika rozszerzalności stali i 1/5 współczynnika rozszerzalności stopu aluminium. Dzięki temu granitowa podstawa zachowuje stabilność wymiarową podczas długotrwałej pracy maszyny do fotolitografii lub przy zmianach temperatury otoczenia, zapewniając precyzyjne pozycjonowanie elementów optycznych i konstrukcji mechanicznych.
Doskonała wydajność antywibracyjna: „gąbka” pochłaniająca wibracje
W fabryce półprzewodników praca otaczającego sprzętu oraz ruch ludzi mogą generować drgania. Granit charakteryzuje się dużą gęstością i twardą teksturą, a także doskonałymi właściwościami tłumiącymi, ze współczynnikiem tłumienia od 2 do 5 razy wyższym niż metale. Gdy drgania zewnętrzne są przenoszone na granitową podstawę, tarcie między wewnętrznymi kryształami minerału przekształca energię drgań w energię cieplną, która jest rozpraszana, co może znacząco zredukować drgania w krótkim czasie, umożliwiając maszynie fotolitograficznej szybkie przywrócenie stabilności i uniknięcie rozmycia lub rozbieżności wzoru fotolitograficznego spowodowanego drganiami.
Stabilność chemiczna: „Strażnik” czystego środowiska
Wnętrze urządzenia do fotolitografii ma kontakt z różnymi mediami chemicznymi, a zwykłe materiały metalowe są podatne na korozję lub uwalnianie cząstek. Granit składa się z minerałów takich jak kwarc i skaleń. Charakteryzuje się stabilnymi właściwościami chemicznymi i wysoką odpornością na korozję. Po zanurzeniu w roztworach kwasów i zasad, korozja powierzchni jest wyjątkowo niewielka. Jednocześnie jego gęsta struktura praktycznie nie generuje zanieczyszczeń ani pyłu, spełniając wymagania najwyższych standardów pomieszczeń czystych i redukując ryzyko zanieczyszczenia płytek.
Adaptowalność przetwarzania: „Idealny materiał” do tworzenia precyzyjnych benchmarków
Główne komponenty maszyny do fotolitografii muszą być zamontowane na precyzyjnej powierzchni referencyjnej. Struktura wewnętrzna granitu jest jednorodna i łatwa do obróbki z ekstremalnie wysoką precyzją poprzez szlifowanie, polerowanie i inne techniki. Jego płaskość może osiągnąć ≤0,5 μm/m, a chropowatość powierzchni Ra wynosi ≤0,05 μm, co zapewnia precyzyjną podstawę montażową dla komponentów takich jak soczewki optyczne.
Długa żywotność i bezobsługowość: „Ostre narzędzia” do redukcji kosztów
W porównaniu z materiałami metalowymi, które są podatne na zmęczenie i pękanie podczas długotrwałego użytkowania, granit praktycznie nie ulega odkształceniom plastycznym ani pęknięciom pod normalnym obciążeniem i nie wymaga obróbki powierzchni, co pozwala uniknąć ryzyka łuszczenia się powłoki i zanieczyszczenia. W praktyce, po wielu latach użytkowania, kluczowe wskaźniki wydajności granitowej podstawy mogą pozostać stabilne, co obniża koszty eksploatacji i konserwacji sprzętu.
Od stabilności termicznej, przez odporność na wibracje, po obojętność chemiczną – różnorodne właściwości granitowego podłoża idealnie spełniają wymagania fotolitografów. Wraz z rozwojem procesu produkcji chipów w kierunku wyższej precyzji, granitowe podłoża będą nadal odgrywać niezastąpioną rolę w dziedzinie produkcji półprzewodników.
Czas publikacji: 20-05-2025