В полупроводниковом производстве фотолитографическая машина является ключевым устройством, определяющим точность изготовления микросхем, а гранитная основа, благодаря своим многочисленным характеристикам, стала незаменимым компонентом фотолитографической машины.
Термостойкость: «Защита» от перепадов температуры.
При работе фотолитографического аппарата выделяется большое количество тепла. Даже колебания температуры всего на 0,1℃ могут вызвать деформацию компонентов оборудования и повлиять на точность фотолитографии. Коэффициент теплового расширения гранита чрезвычайно низок, всего 4-8 × 10⁻⁶/℃, что примерно в 3 раза меньше, чем у стали, и в 5 раз меньше, чем у алюминиевого сплава. Это позволяет гранитному основанию сохранять стабильность размеров при длительной работе фотолитографического аппарата или при изменении температуры окружающей среды, обеспечивая точное позиционирование оптических компонентов и механических конструкций.
Сверхвысокая виброизоляция: «губка», поглощающая вибрации.
На полупроводниковом заводе работа окружающего оборудования и движение людей могут вызывать вибрации. Гранит обладает высокой плотностью и твердой текстурой, а также превосходными демпфирующими свойствами, коэффициент демпфирования которого в 2-5 раз выше, чем у металлов. Когда внешние вибрации передаются на гранитное основание, трение между внутренними минеральными кристаллами преобразует энергию вибрации в тепловую энергию для рассеивания, что позволяет значительно снизить вибрацию за короткое время, обеспечивая быстрое восстановление стабильности фотолитографической машины и предотвращая размытие или смещение фотолитографического рисунка из-за вибрации.
Химическая стабильность: «Хранитель» чистой окружающей среды
Внутренняя часть фотолитографического аппарата контактирует 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 кислотных и щелочных растворах поверхностная коррозия крайне незначительна. При этом его плотная структура практически не образует мусора или пыли, что соответствует самым высоким стандартам чистых помещений и снижает риск загрязнения кремниевых пластин.
Адаптивность обработки: «идеальный материал» для создания точных эталонных показателей.
Основные компоненты фотолитографической машины необходимо устанавливать на высокоточную эталонную поверхность. Внутренняя структура гранита однородна, и его легко обрабатывать с чрезвычайно высокой точностью с помощью шлифовки, полировки и других методов. Его плоскостность может достигать ≤0,5 мкм/м, а шероховатость поверхности Ra составляет ≤0,05 мкм, что обеспечивает точную основу для установки таких компонентов, как оптические линзы.
Длительный срок службы и отсутствие необходимости в техническом обслуживании: «острые инструменты» для снижения затрат.
В отличие от металлических материалов, склонных к усталости и растрескиванию при длительной эксплуатации, гранит практически не подвергается пластической деформации или разрушению под нормальными нагрузками и не требует обработки поверхности, что исключает риск отслаивания покрытия и загрязнения. В практических применениях, после многих лет эксплуатации, ключевые эксплуатационные характеристики гранитного основания остаются стабильными, что снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования.
Благодаря своей термической стабильности, виброустойчивости и химической инертности, гранитные основания идеально соответствуют требованиям фотолитографических машин. По мере дальнейшего развития технологий производства микросхем в сторону повышения точности, гранитные основания будут и впредь играть незаменимую роль в полупроводниковой промышленности.
Дата публикации: 20 мая 2025 г.