Na área de fabricação de semicondutores, como equipamento central que determina a precisão do processo de fabricação de chips, a estabilidade do ambiente interno da máquina de fotolitografia é de vital importância. Desde a excitação da fonte de luz ultravioleta extrema até a operação da plataforma de movimento de precisão em nanoescala, não pode haver o menor desvio em cada etapa. As bases de granito, com uma série de propriedades únicas, demonstram vantagens incomparáveis para garantir a operação estável das máquinas de fotolitografia e aumentar a precisão da fotolitografia.
Desempenho excepcional de blindagem eletromagnética
O interior de uma máquina de fotolitografia é permeado por um ambiente eletromagnético complexo. A interferência eletromagnética (EMI) gerada por componentes como fontes de luz ultravioleta extrema, motores de acionamento e fontes de alimentação de alta frequência, se não controlada eficazmente, afetará seriamente o desempenho de componentes eletrônicos de precisão e sistemas ópticos dentro do equipamento. Por exemplo, a interferência pode causar pequenos desvios nos padrões de fotolitografia. Em processos de fabricação avançados, isso é suficiente para levar a conexões incorretas de transistores no chip, reduzindo significativamente o rendimento do chip.
O granito é um material não metálico e não conduz eletricidade por si só. Não apresenta o fenômeno de indução eletromagnética causado pelo movimento de elétrons livres em seu interior, como ocorre em materiais metálicos. Essa característica o torna um corpo de blindagem eletromagnética natural, capaz de bloquear eficazmente o caminho de transmissão de interferências eletromagnéticas internas. Quando o campo magnético alternado gerado por uma fonte externa de interferência eletromagnética se propaga até a base de granito, como o granito é não magnético e não pode ser magnetizado, o campo magnético alternado encontra dificuldades para penetrar, protegendo assim os componentes essenciais da máquina de fotolitografia instalada na base, como sensores de precisão e dispositivos de ajuste de lentes ópticas, da influência da interferência eletromagnética e garantindo a precisão da transferência do padrão durante o processo de fotolitografia.
Excelente compatibilidade com aspirador de pó
Como a luz ultravioleta extrema (EUV) é facilmente absorvida por todas as substâncias, incluindo o ar, as máquinas de litografia EUV precisam operar em ambiente de vácuo. Nesse ponto, a compatibilidade dos componentes do equipamento com o ambiente de vácuo torna-se crucial. No vácuo, os materiais podem se dissolver, dessorver e liberar gases. Os gases liberados não apenas absorvem a luz EUV, reduzindo sua intensidade e eficiência de transmissão, como também podem contaminar as lentes ópticas. Por exemplo, o vapor de água pode oxidar as lentes e os hidrocarbonetos podem depositar camadas de carbono sobre elas, afetando seriamente a qualidade da litografia.
O granito possui propriedades químicas estáveis e praticamente não libera gases em ambiente de vácuo. De acordo com testes profissionais, em um ambiente de vácuo simulado de uma máquina de fotolitografia (como o ambiente de vácuo ultralimpo onde se encontram os sistemas ópticos de iluminação e de imagem na câmara principal, exigindo H₂O < 10⁻⁵ Pa e CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), a taxa de desgaseificação da base de granito é extremamente baixa, muito inferior à de outros materiais, como metais. Isso permite que o interior da máquina de fotolitografia mantenha um alto grau de vácuo e limpeza por um longo período, garantindo a alta transmitância da luz EUV durante a transmissão e um ambiente de uso ultralimpo para as lentes ópticas, prolongando a vida útil do sistema óptico e melhorando o desempenho geral da máquina de fotolitografia.
Alta resistência à vibração e estabilidade térmica.
Durante o processo de fotolitografia, a precisão em nível nanométrico exige que a máquina de fotolitografia não apresente a menor vibração ou deformação térmica. Vibrações ambientais geradas pela operação de outros equipamentos e pela movimentação de pessoal na oficina, bem como o calor produzido pela própria máquina de fotolitografia durante a operação, podem interferir na precisão da fotolitografia. O granito possui alta densidade e textura dura, além de excelente resistência à vibração. Sua estrutura cristalina interna é compacta, o que atenua eficazmente a energia da vibração e suprime rapidamente sua propagação. Dados experimentais mostram que, sob a mesma fonte de vibração, a base de granito pode reduzir a amplitude da vibração em mais de 90% em 0,5 segundos. Comparado com a base metálica, o granito permite que o equipamento recupere a estabilidade mais rapidamente, garantindo o posicionamento relativo preciso entre a lente de fotolitografia e o wafer, e evitando o desfoque ou desalinhamento do padrão causados pela vibração.
Entretanto, o coeficiente de expansão térmica do granito é extremamente baixo, aproximadamente (4-8) ×10⁻⁶/℃, muito inferior ao de materiais metálicos. Durante a operação da máquina de fotolitografia, mesmo que a temperatura interna flutue devido a fatores como a geração de calor da fonte de luz e o atrito dos componentes mecânicos, a base de granito mantém a estabilidade dimensional e não sofre deformações significativas devido à expansão e contração térmica. Ela proporciona um suporte estável e confiável para o sistema óptico e a plataforma de movimento de precisão, mantendo a consistência da precisão da fotolitografia.
Data de publicação: 20 de maio de 2025