В областта на производството на полупроводници, като основно оборудване, определящо прецизността на процеса на производство на чипове, стабилността на вътрешната среда на фотолитографската машина е от жизненоважно значение. От възбуждането на екстремния ултравиолетов източник до работата на наномащабната прецизна движеща се платформа, не може да има и най-малко отклонение във всяко звено. Гранитните основи, с редица уникални свойства, демонстрират несравними предимства при осигуряването на стабилна работа на фотолитографските машини и повишаване на точността на фотолитографията.
Изключителни електромагнитни екраниращи характеристики
Вътрешността на фотолитографската машина е изпълнена със сложна електромагнитна среда. Електромагнитните смущения (EMI), генерирани от компоненти като източници на екстремна ултравиолетова светлина, задвижващи двигатели и високочестотни захранвания, ако не се контролират ефективно, ще повлияят сериозно на производителността на прецизните електронни компоненти и оптичните системи в оборудването. Например, смущенията могат да причинят леки отклонения във фотолитографските модели. При напреднали производствени процеси това е достатъчно, за да доведе до неправилни транзистори на чипа, което значително намалява добива на чипа.
Гранитът е неметален материал и сам по себе си не провежда електричество. Няма явление на електромагнитна индукция, причинено от движението на свободни електрони вътре, както е при металните материали. Тази характеристика го прави естествено електромагнитно екраниращо тяло, което може ефективно да блокира пътя на предаване на вътрешни електромагнитни смущения. Когато променливото магнитно поле, генерирано от външен източник на електромагнитни смущения, се разпространява към гранитната основа, тъй като гранитът е немагнитен и не може да се намагнити, променливото магнитно поле е трудно за проникване, като по този начин се защитават основните компоненти на фотолитографската машина, инсталирана върху основата, като прецизни сензори и устройства за регулиране на оптичните лещи, от влиянието на електромагнитните смущения и се гарантира точността на прехвърляне на шаблона по време на процеса на фотолитография.
Отлична вакуумна съвместимост
Тъй като екстремната ултравиолетова светлина (EUV) се абсорбира лесно от всички вещества, включително въздуха, машините за EUV литография трябва да работят във вакуумна среда. В този момент съвместимостта на компонентите на оборудването с вакуумната среда става особено важна. Във вакуум материалите могат да се разтворят, десорбират и да отделят газ. Освободеният газ не само абсорбира EUV светлината, намалявайки интензитета и ефективността на предаване на светлината, но също така може да замърси оптичните лещи. Например, водните пари могат да окислят лещите, а въглеводородите могат да отлагат въглеродни слоеве върху лещите, което сериозно влияе върху качеството на литографията.
Гранитът има стабилни химични свойства и почти не отделя газ във вакуумна среда. Според професионални тестове, в симулирана вакуумна среда на фотолитографска машина (като например ултрачистата вакуумна среда, в която се намират оптичната система за осветяване и оптичната система за изображения в основната камера, изискваща H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), скоростта на отделяне на газове от гранитната основа е изключително ниска, много по-ниска от тази на други материали като метали. Това позволява на вътрешността на фотолитографската машина да поддържа висока степен на вакуум и чистота за дълго време, осигурявайки висока пропускливост на EUV светлина по време на предаване и ултрачиста среда за използване на оптичните лещи, удължавайки експлоатационния живот на оптичната система и подобрявайки цялостната производителност на фотолитографската машина.
Силна устойчивост на вибрации и термична стабилност
По време на процеса на фотолитография, прецизността на нанометрово ниво изисква фотолитографската машина да не изпитва и най-малки вибрации или термични деформации. Вибрациите на околната среда, генерирани от работата на друго оборудване и движението на персонала в цеха, както и топлината, произведена от самата фотолитографска машина по време на работа, могат да повлияят на точността на фотолитографията. Гранитът има висока плътност и твърда текстура, както и отлична устойчивост на вибрации. Вътрешната му минерално-кристална структура е компактна, което може ефективно да намали вибрационната енергия и бързо да потисне разпространението на вибрациите. Експерименталните данни показват, че при един и същ източник на вибрации, гранитната основа може да намали амплитудата на вибрациите с повече от 90% в рамките на 0,5 секунди. В сравнение с металната основа, тя може да възстанови стабилността на оборудването по-бързо, осигурявайки точното относително положение между фотолитографската леща и пластината и избягвайки размазване или несъответствие между шарките, причинени от вибрации.
Междувременно коефициентът на термично разширение на гранита е изключително нисък, приблизително (4-8) × 10⁻⁶/℃, което е много по-ниско от това на металните материали. По време на работа на фотолитографската машина, дори ако вътрешната температура се колебае поради фактори като генериране на топлина от източника на светлина и триене от механични компоненти, гранитната основа може да поддържа размерна стабилност и няма да претърпи значителна деформация поради термично разширение и свиване. Тя осигурява стабилна и надеждна опора за оптичната система и платформата за прецизно движение, поддържайки постоянството на точността на фотолитографията.
Време на публикуване: 20 май 2025 г.