Pooljuhtide tootmise valdkonnas on fotolitograafiamasina sisekeskkonna stabiilsus, mis on kiibi tootmisprotsessi täpsust määrav põhiseade, ülioluline. Alates äärmusliku ultraviolettvalguse allika ergutamisest kuni nanoskaala täppisliikumisplatvormi töötamiseni ei saa üheski lülis olla vähimatki kõrvalekallet. Graniidist alused, millel on rida unikaalseid omadusi, näitavad enneolematuid eeliseid fotolitograafiamasinate stabiilse töö tagamisel ja fotolitograafia täpsuse suurendamisel.
Suurepärane elektromagnetiline varjestusvõime
Fotolitograafiaaparaadi sisemus on täidetud keerulise elektromagnetilise keskkonnaga. Selliste komponentide nagu äärmuslikud ultraviolettvalgusallikad, ajamimootorid ja kõrgsageduslikud toiteallikad tekitatud elektromagnetilised häired (EMI) mõjutavad oluliselt seadmete täppiselektroonikakomponentide ja optiliste süsteemide jõudlust, kui neid ei kontrollita tõhusalt. Näiteks võivad häired põhjustada fotolitograafia mustrites väikeseid kõrvalekaldeid. Täiustatud tootmisprotsessides on see piisav, et kiibil tekiksid valed transistoriühendused, mis vähendavad oluliselt kiibi saagikust.
Graniit on mittemetalliline materjal ja ei juhi iseenesest elektrit. Puudub elektromagnetilise induktsiooni nähtus, mis oleks põhjustatud vabade elektronide liikumisest sees nagu metallilistes materjalides. See omadus muudab selle looduslikuks elektromagnetiliseks varjestavaks kehaks, mis suudab tõhusalt blokeerida sisemiste elektromagnetiliste häirete levikutee. Kui välise elektromagnetilise häire allika tekitatud vahelduv magnetväli levib graniidi aluspinnale, on graniit mittemagnetiline ja seda ei saa magnetiseerida, mistõttu on vahelduv magnetväli raskesti läbitav, kaitstes seeläbi alusele paigaldatud fotolitograafiamasina põhikomponente, nagu täppisandurid ja optilise läätse reguleerimisseadmed, elektromagnetiliste häirete mõju eest ja tagades mustri ülekande täpsuse fotolitograafiaprotsessi ajal.
Suurepärane vaakumühilduvus
Kuna äärmuslik ultraviolettvalgus (EUV) neeldub kergesti kõikide ainete, sealhulgas õhu poolt, peavad EUV litograafiamasinad töötama vaakumkeskkonnas. Selles etapis muutub seadme komponentide ühilduvus vaakumkeskkonnaga eriti oluliseks. Vaakumis võivad materjalid lahustuda, desorbeeruda ja gaasi vabastada. Vabanev gaas mitte ainult ei neela EUV valgust, vähendades valguse intensiivsust ja läbilaskvust, vaid võib ka saastata optilisi läätsi. Näiteks võib veeaur läätsi oksüdeerida ja süsivesinikud võivad läätsedele sadestada süsinikukihte, mis mõjutab tõsiselt litograafia kvaliteeti.
Graniidil on stabiilsed keemilised omadused ja vaakumkeskkonnas eraldab see gaase vähe. Professionaalsete testide kohaselt on simuleeritud fotolitograafiamasina vaakumkeskkonnas (näiteks ülipuhas vaakumkeskkond, kus asuvad valgustus- ja pildioptilised süsteemid põhikambris, kus H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa) graniidist aluse gaasieralduskiirus äärmiselt madal, palju madalam kui teistel materjalidel, näiteks metallidel. See võimaldab fotolitograafiamasina sisemuses pikka aega säilitada kõrget vaakumiastet ja puhtust, tagades EUV-valguse kõrge läbilaskvuse läbilaskvuse ja optiliste läätsede ülipuhta kasutuskeskkonna, pikendades optilise süsteemi kasutusiga ja parandades fotolitograafiamasina üldist jõudlust.
Tugev vibratsioonikindlus ja termiline stabiilsus
Fotolitograafiaprotsessi käigus nõuab nanomeetri täpsus, et fotolitograafiamasinal ei tohiks olla vähimatki vibratsiooni ega termilist deformatsiooni. Keskkonna vibratsioonid, mis tekivad töökojas teiste seadmete töötamise ja personali liikumise tõttu, samuti fotolitograafiamasina enda töötamise ajal tekkiv soojus võivad kõik fotolitograafia täpsust häirida. Graniidil on suur tihedus ja kõva tekstuur ning suurepärane vibratsioonikindlus. Selle sisemine mineraalkristallstruktuur on kompaktne, mis suudab vibratsioonienergiat tõhusalt summutada ja vibratsiooni levikut kiiresti pärssida. Eksperimentaalsed andmed näitavad, et sama vibratsiooniallika all suudab graniidist alus vähendada vibratsiooni amplituudi enam kui 90% 0,5 sekundi jooksul. Võrreldes metallalusega suudab see seadme kiiremini stabiilsuse taastada, tagades fotolitograafialäätse ja vahvli vahelise täpse suhtelise asukoha ning vältides vibratsioonist tingitud mustri hägustumist või joondushäireid.
Samal ajal on graniidi soojuspaisumistegur äärmiselt madal, ligikaudu (4–8) × 10⁻⁶/℃, mis on palju madalam kui metallilistel materjalidel. Fotolitograafiamasina töötamise ajal, isegi kui sisetemperatuur kõigub selliste tegurite tõttu nagu valgusallika soojuse teke ja mehaaniliste komponentide hõõrdumine, säilitab graniidist alus mõõtmete stabiilsuse ega deformeeru oluliselt soojuspaisumise ja -kokkutõmbumise tõttu. See pakub optilisele süsteemile ja täppisliikumisplatvormile stabiilset ja usaldusväärset tuge, säilitades fotolitograafia täpsuse järjepidevuse.
Postituse aeg: 20. mai 2025