В области производства полупроводников, как основного оборудования, определяющего точность процесса производства чипов, стабильность внутренней среды фотолитографической машины имеет жизненно важное значение. От возбуждения источника экстремального ультрафиолетового света до работы платформы наномасштабной точности движения, не может быть ни малейшего отклонения в каждом звене. Гранитные основания, обладающие рядом уникальных свойств, демонстрируют непревзойденные преимущества в обеспечении стабильной работы фотолитографических машин и повышении точности фотолитографии.
Превосходные характеристики электромагнитного экранирования
Внутренность фотолитографической машины заполнена сложной электромагнитной средой. Электромагнитные помехи (ЭМП), создаваемые такими компонентами, как источники экстремального ультрафиолетового света, приводные двигатели и высокочастотные источники питания, если их не контролировать эффективно, серьезно повлияют на производительность прецизионных электронных компонентов и оптических систем в оборудовании. Например, помехи могут вызвать небольшие отклонения в рисунках фотолитографии. В передовых производственных процессах этого достаточно, чтобы привести к неправильному подключению транзисторов на чипе, что значительно снижает выход годных чипов.
Гранит является неметаллическим материалом и сам по себе не проводит электричество. В нем нет явления электромагнитной индукции, вызванного движением свободных электронов внутри, как в металлических материалах. Эта характеристика делает его естественным электромагнитным экранирующим телом, которое может эффективно блокировать путь передачи внутренних электромагнитных помех. Когда переменное магнитное поле, создаваемое внешним источником электромагнитных помех, распространяется на гранитное основание, поскольку гранит немагнитен и не может быть намагничен, переменное магнитное поле трудно проникает, тем самым защищая основные компоненты фотолитографической машины, установленные на основании, такие как прецизионные датчики и устройства регулировки оптических линз, от влияния электромагнитных помех и обеспечивая точность переноса рисунка во время процесса фотолитографии.
Отличная совместимость с вакуумом
Поскольку экстремальный ультрафиолетовый свет (EUV) легко поглощается всеми веществами, включая воздух, литографические машины EUV должны работать в вакуумной среде. На этом этапе совместимость компонентов оборудования с вакуумной средой становится особенно важной. В вакууме материалы могут растворяться, десорбироваться и выделять газ. Выделяющийся газ не только поглощает EUV-свет, снижая интенсивность и эффективность пропускания света, но и может загрязнять оптические линзы. Например, водяной пар может окислять линзы, а углеводороды могут осаждать углеродные слои на линзах, серьезно влияя на качество литографии.
Гранит обладает стабильными химическими свойствами и практически не выделяет газ в вакуумной среде. Согласно профессиональным испытаниям, в имитируемой вакуумной среде фотолитографической машины (например, в сверхчистой вакуумной среде, в которой находятся оптическая система освещения и оптическая система формирования изображений в основной камере, требующей H₂O < 10⁻⁵ Па, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Па), скорость выделения газа из гранитного основания чрезвычайно низкая, намного ниже, чем у других материалов, таких как металлы. Это позволяет внутренней части фотолитографической машины поддерживать высокую степень вакуума и чистоту в течение длительного времени, обеспечивая высокую пропускаемость EUV-света во время передачи и сверхчистую среду использования для оптических линз, продлевая срок службы оптической системы и повышая общую производительность фотолитографической машины.
Высокая вибростойкость и термостойкость
Во время процесса фотолитографии точность на уровне нанометров требует, чтобы фотолитографическая машина не имела ни малейшей вибрации или тепловой деформации. Вибрации окружающей среды, создаваемые работой другого оборудования и перемещением персонала в цехе, а также тепло, выделяемое самой фотолитографической машиной во время работы, могут влиять на точность фотолитографии. Гранит имеет высокую плотность и твердую текстуру, а также обладает превосходной вибростойкостью. Его внутренняя минеральная кристаллическая структура компактна, что позволяет эффективно ослаблять энергию вибрации и быстро подавлять распространение вибрации. Экспериментальные данные показывают, что при том же источнике вибрации гранитное основание может уменьшить амплитуду вибрации более чем на 90% в течение 0,5 секунды. По сравнению с металлическим основанием оно может быстрее восстанавливать устойчивость оборудования, обеспечивая точное относительное положение между фотолитографической линзой и пластиной и избегая размытия рисунка или смещения, вызванного вибрацией.
Между тем, коэффициент теплового расширения гранита чрезвычайно низок, приблизительно (4-8) × 10⁻⁶/℃, что намного ниже, чем у металлических материалов. Во время работы фотолитографической машины, даже если внутренняя температура колеблется из-за таких факторов, как выделение тепла от источника света и трение от механических компонентов, гранитное основание может сохранять размерную стабильность и не будет подвергаться значительной деформации из-за теплового расширения и сжатия. Оно обеспечивает стабильную и надежную поддержку оптической системы и платформы точного движения, поддерживая постоянство точности фотолитографии.
Время публикации: 20 мая 2025 г.