Puolijohdevalmistuksen alalla, koska se on keskeinen laite, joka määrittää sirujen valmistusprosessin tarkkuuden, fotolitografiakoneen sisäisen ympäristön vakaus on erittäin tärkeää. Äärimmäisen ultraviolettivalonlähteen virityksestä nanomittakaavan tarkkuusliikealustan toimintaan, jokaisessa lenkissä ei voi olla pienintäkään poikkeamaa. Graniittipohjat, joilla on useita ainutlaatuisia ominaisuuksia, osoittavat vertaansa vailla olevia etuja fotolitografiakoneiden vakaan toiminnan varmistamisessa ja fotolitografian tarkkuuden parantamisessa.
Erinomainen sähkömagneettinen suojauskyky
Fotolitografialaitteen sisätilat ovat täynnä monimutkaista sähkömagneettista ympäristöä. Äärimmäisen ultraviolettivalonlähteiden, käyttömoottoreiden ja korkeataajuisten virtalähteiden kaltaisten komponenttien synnyttämät sähkömagneettiset häiriöt (EMI), jos niitä ei hallita tehokkaasti, vaikuttavat vakavasti laitteen tarkkuuselektronisten komponenttien ja optisten järjestelmien suorituskykyyn. Häiriöt voivat esimerkiksi aiheuttaa pieniä poikkeamia fotolitografiakuvioissa. Edistyneissä valmistusprosesseissa tämä riittää johtamaan virheellisiin transistorikytkennöihin sirulla, mikä vähentää merkittävästi sirun saantoa.
Graniitti on ei-metallinen materiaali, eikä se johda sähköä itsessään. Siinä ei ole sähkömagneettista induktiota, joka johtuisi vapaiden elektronien liikkeestä sisällä kuten metallisissa materiaaleissa. Tämä ominaisuus tekee siitä luonnollisen sähkömagneettisen suojakerroksen, joka voi tehokkaasti estää sisäisten sähkömagneettisten häiriöiden etenemisen. Kun ulkoisen sähkömagneettisen häiriölähteen synnyttämä vaihtuva magneettikenttä leviää graniittipohjaan, graniitti on ei-magneettinen eikä sitä voida magnetoida, joten vaihtuva magneettikenttä on vaikea läpäistä, mikä suojaa pohjaan asennetun fotolitografialaitteen ydinosia, kuten tarkkuusantureita ja optisia linssien säätölaitteita, sähkömagneettisilta häiriöiltä ja varmistaa kuvion siirron tarkkuuden fotolitografiaprosessin aikana.
Erinomainen yhteensopivuus tyhjiön kanssa
Koska äärimmäinen ultraviolettivalo (EUV) absorboituu helposti kaikkiin aineisiin, myös ilmaan, EUV-litografialaitteiden on toimittava tyhjiöympäristössä. Tässä vaiheessa laitteiston osien yhteensopivuus tyhjiöympäristön kanssa on erityisen tärkeää. Tyhjiössä materiaalit voivat liueta, desorboitua ja vapauttaa kaasua. Vapautunut kaasu ei ainoastaan absorboi EUV-valoa, mikä vähentää valon voimakkuutta ja läpäisytehokkuutta, vaan se voi myös saastuttaa optiset linssit. Esimerkiksi vesihöyry voi hapettaa linssit, ja hiilivedyt voivat kerrostaa hiilikerroksia linsseihin, mikä vaikuttaa vakavasti litografian laatuun.
Graniitilla on vakaat kemialliset ominaisuudet, eikä se juurikaan vapauta kaasua tyhjiöympäristössä. Ammattimaisten testien mukaan simuloidussa fotolitografiakoneen tyhjiöympäristössä (kuten erittäin puhtaassa tyhjiöympäristössä, jossa pääkammion valaistusoptiikka ja kuvantamisoptiikka sijaitsevat ja jossa vaaditaan H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa) graniittipohjan kaasunpoistonopeus on erittäin alhainen, huomattavasti alhaisempi kuin muilla materiaaleilla, kuten metalleilla. Tämä mahdollistaa fotolitografiakoneen sisätilan korkean tyhjiöasteen ja puhtauden ylläpitämisen pitkään, mikä varmistaa EUV-valon korkean läpäisyn läpikulun ja erittäin puhtaan käyttöympäristön optisille linsseille, pidentää optisen järjestelmän käyttöikää ja parantaa fotolitografiakoneen yleistä suorituskykyä.
Vahva tärinänkestävyys ja terminen stabiilius
Fotolitografiaprosessin aikana nanometritason tarkkuus edellyttää, että fotolitografiakoneessa ei ole pienintäkään tärinää tai lämpömuodonmuutosta. Muiden laitteiden toiminnan ja henkilöstön liikkumisen aiheuttamat ympäristövärähtelyt työpajassa sekä itse fotolitografiakoneen käytön aikana tuottama lämpö voivat kaikki häiritä fotolitografian tarkkuutta. Graniitilla on suuri tiheys ja kova rakenne, ja sillä on erinomainen tärinänkestävyys. Sen sisäinen mineraalikiderakenne on kompakti, mikä voi tehokkaasti vaimentaa värähtelyenergiaa ja tukahduttaa nopeasti värähtelyn etenemisen. Kokeelliset tiedot osoittavat, että saman värähtelylähteen vaikutuksesta graniittipohja voi vähentää värähtelyn amplitudia yli 90 % 0,5 sekunnissa. Metallipohjaan verrattuna se voi palauttaa laitteen vakaaksi nopeammin, varmistaen fotolitografiolinssin ja kiekon välisen tarkan suhteellisen sijainnin ja välttäen tärinän aiheuttaman kuvion epätarkkuuden tai kohdistusvirheen.
Samaan aikaan graniitin lämpölaajenemiskerroin on erittäin alhainen, noin (4-8) × 10⁻⁶/℃, mikä on paljon pienempi kuin metallisilla materiaaleilla. Vaikka fotolitografiakoneen käytön aikana sisälämpötila vaihtelee esimerkiksi valonlähteen lämmöntuotannon ja mekaanisten komponenttien kitkan vuoksi, graniittipohja säilyttää mittapysyvyytensä eikä siinä tapahdu merkittävää muodonmuutosta lämpölaajenemisen ja supistumisen vuoksi. Se tarjoaa vakaan ja luotettavan tuen optiselle järjestelmälle ja tarkkuusliikkeelle, mikä ylläpitää fotolitografian tarkkuuden tasaisuutta.
Julkaisun aika: 20.5.2025