В производстве полупроводников фотолитографическая машина является ключевым устройством, определяющим точность чипов, а гранитное основание, обладающее многочисленными характеристиками, стало незаменимым компонентом фотолитографической машины.
Термическая стабильность: «щит» от перепадов температур
Во время работы фотолитографического станка выделяется большое количество тепла. Колебание температуры даже на 0,1°C может привести к деформации компонентов оборудования и повлиять на точность фотолитографии. Коэффициент теплового расширения гранита чрезвычайно низок, всего 4-8 ×10⁻⁶/°C, что составляет примерно 1/3 от коэффициента теплового расширения стали и 1/5 от коэффициента теплового расширения алюминиевого сплава. Это позволяет гранитному основанию сохранять размерную стабильность при длительной работе фотолитографического станка или при изменении температуры окружающей среды, обеспечивая точное позиционирование оптических компонентов и механических конструкций.
Превосходные антивибрационные характеристики: «губка», поглощающая вибрацию
На заводе по производству полупроводников работа окружающего оборудования и движение людей могут вызывать вибрации. Гранит обладает высокой плотностью и твёрдой текстурой, а также отличными демпфирующими свойствами, коэффициент демпфирования которого в 2–5 раз превышает коэффициент демпфирования металлов. При передаче внешних вибраций на гранитное основание трение между внутренними кристаллами минерала преобразует энергию вибрации в тепловую энергию для рассеивания, что позволяет значительно снизить вибрацию за короткое время, позволяя фотолитографическому станку быстро восстановить стабильность и избежать размытия или смещения фотолитографического рисунка, вызванных вибрацией.
Химическая стабильность: «Страж» чистой окружающей среды
Внутренние части фотолитографической машины контактируют с различными химическими средами, и обычные металлические материалы подвержены коррозии или выделению частиц. Гранит состоит из таких минералов, как кварц и полевой шпат. Он обладает стабильными химическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. После выдержки в растворах кислот и щелочей коррозия на поверхности крайне мала. При этом его плотная структура практически не образует мусора и пыли, что соответствует самым высоким стандартам чистоты помещений и снижает риск загрязнения пластин.
Адаптивность обработки: «идеальный материал» для создания точных эталонов
Основные компоненты фотолитографического станка должны быть установлены на высокоточной опорной поверхности. Гранит имеет однородную внутреннюю структуру и легко поддается высокоточной обработке шлифованием, полировкой и другими методами. Плоскостность гранита может достигать ≤0,5 мкм/м, а шероховатость поверхности Ra составляет ≤0,05 мкм, что обеспечивает точную установку таких компонентов, как оптические линзы.
Длительный срок службы и отсутствие необходимости в обслуживании: «острые инструменты» для снижения затрат
В отличие от металлических материалов, подверженных усталости и растрескиванию при длительной эксплуатации, гранит практически не подвержен пластической деформации и разрушению при нормальных нагрузках и не требует обработки поверхности, что исключает риск отслоения покрытия и загрязнения. На практике, даже после многих лет эксплуатации, основные эксплуатационные характеристики гранитного основания могут оставаться стабильными, что снижает затраты на эксплуатацию и обслуживание оборудования.
Многочисленные характеристики гранитного основания, включая термостойкость, вибростойкость и химическую инертность, идеально соответствуют требованиям фотолитографических установок. По мере развития процесса производства микросхем в сторону повышения точности гранитные основания будут и впредь играть незаменимую роль в производстве полупроводников.
Время публикации: 20 мая 2025 г.