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. Da excitação da fonte de luz ultravioleta extrema à operação da plataforma de movimento de precisão em nanoescala, não pode haver o menor desvio em todos os elos. Bases de granito, com uma série de propriedades únicas, demonstram vantagens incomparáveis para garantir a operação estável das máquinas de fotolitografia e aprimorar a precisão da fotolitografia.
Excelente desempenho de blindagem eletromagnética
O interior de uma máquina de fotolitografia está repleto de 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 for controlada de forma eficaz, afetará seriamente o desempenho dos componentes eletrônicos de precisão e dos sistemas ópticos do equipamento. Por exemplo, a interferência pode causar pequenos desvios nos padrões da fotolitografia. Em processos avançados de fabricação, isso é suficiente para levar a conexões incorretas do transistor no chip, reduzindo significativamente o rendimento do chip.
O granito é um material não metálico e não conduz eletricidade por si só. Não há fenômeno de indução eletromagnética causado pelo movimento de elétrons livres em seu interior, como em materiais metálicos. Essa característica o torna um corpo de blindagem eletromagnética natural, capaz de bloquear efetivamente o caminho de transmissão da interferência eletromagnética interna. Quando o campo magnético alternado gerado pela fonte externa de interferência eletromagnética se propaga para a base do granito, como o granito é não magnético e não pode ser magnetizado, o campo magnético alternado é difícil de penetrar, protegendo assim os componentes principais 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 de padrões durante o processo de fotolitografia.
Excelente compatibilidade com vácuo
Como a luz ultravioleta extrema (UVE) é facilmente absorvida por todas as substâncias, incluindo o ar, as máquinas de litografia de UVE devem operar em um ambiente de vácuo. Nesse ponto, a compatibilidade dos componentes do equipamento com o ambiente de vácuo torna-se particularmente crucial. No vácuo, os materiais podem se dissolver, dessorver e liberar gás. O gás liberado não apenas absorve a luz UVE, reduzindo a intensidade e a eficiência de transmissão da luz, mas também pode contaminar lentes ópticas. Por exemplo, o vapor d'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 máquina de fotolitografia (como o ambiente de vácuo ultralimpo no qual o sistema óptico de iluminação e o sistema óptico de imagem na câmara principal estão localizados, exigindo H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), a taxa de desgaseificação da base de granito é extremamente baixa, muito menor do que a 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 tempo, garantindo a alta transmitância da luz EUV durante a transmissão e um ambiente de uso ultralimpo para lentes ópticas, prolongando a vida útil do sistema óptico e aprimorando o desempenho geral da máquina de fotolitografia.
Forte 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. As vibrações ambientais geradas pela operação de outros equipamentos e pela movimentação de pessoas 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 rígida, além de excelente resistência à vibração. Sua estrutura interna de cristal mineral é compacta, o que pode atenuar efetivamente a energia da vibração e suprimir 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. Comparada à base metálica, ela pode restaurar a estabilidade do equipamento mais rapidamente, garantindo a posição relativa precisa entre a lente de fotolitografia e o wafer, evitando desfoque ou desalinhamento do padrão causados pela vibração.
Enquanto isso, o coeficiente de expansão térmica do granito é extremamente baixo, aproximadamente (4-8) ×10⁻⁶/°C, muito inferior ao de materiais metálicos. Durante a operação da máquina de fotolitografia, mesmo que a temperatura interna flutue devido a fatores como geração de calor pela fonte de luz e atrito por componentes mecânicos, a base de granito mantém a estabilidade dimensional e não sofre deformação significativa devido à expansão e contração térmicas. Ela fornece 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