In der Halbleiterfertigung ist die Stabilität der internen Umgebung der Fotolithografiemaschine, die die Präzision des Chipherstellungsprozesses bestimmt, von entscheidender Bedeutung. Von der Anregung der extrem ultravioletten Lichtquelle bis zum Betrieb der nanoskaligen Präzisionsbewegungsplattform darf es in keiner Verbindung zu Abweichungen kommen. Granitsockel mit ihren einzigartigen Eigenschaften bieten beispiellose Vorteile für den stabilen Betrieb von Fotolithografiemaschinen und verbessern die Fotolithografiegenauigkeit.
Hervorragende elektromagnetische Abschirmleistung
Das Innere einer Fotolithografiemaschine ist von einer komplexen elektromagnetischen Umgebung geprägt. Elektromagnetische Störungen (EMI), die von Komponenten wie extrem ultravioletten Lichtquellen, Antriebsmotoren und Hochfrequenzstromversorgungen erzeugt werden, beeinträchtigen, wenn sie nicht wirksam kontrolliert werden, die Leistung präziser elektronischer Komponenten und optischer Systeme im Gerät erheblich. Beispielsweise können Störungen leichte Abweichungen in den Fotolithografiemustern verursachen. In modernen Fertigungsprozessen reicht dies aus, um zu fehlerhaften Transistorverbindungen auf dem Chip zu führen und so die Chipausbeute deutlich zu reduzieren.
Granit ist ein nichtmetallisches Material und leitet selbst keinen Strom. Im Gegensatz zu metallischen Materialien gibt es kein elektromagnetisches Induktionsphänomen durch die Bewegung freier Elektronen im Inneren. Diese Eigenschaft macht ihn zu einem natürlichen elektromagnetischen Abschirmkörper, der den Übertragungsweg interner elektromagnetischer Störungen wirksam blockieren kann. Wenn sich das von der externen elektromagnetischen Störquelle erzeugte Wechselmagnetfeld auf die Granitbasis ausbreitet, kann das Wechselmagnetfeld, da Granit nicht magnetisch ist und nicht magnetisiert werden kann, nur schwer eindringen. Dadurch werden die Kernkomponenten der auf der Basis installierten Fotolithografiemaschine, wie Präzisionssensoren und optische Linsenjustiervorrichtungen, vor dem Einfluss elektromagnetischer Störungen geschützt und die Genauigkeit der Musterübertragung während des Fotolithografieprozesses gewährleistet.
Hervorragende Vakuumkompatibilität
Da extrem ultraviolettes Licht (EUV) von allen Substanzen, einschließlich Luft, leicht absorbiert wird, müssen EUV-Lithografiegeräte in einer Vakuumumgebung betrieben werden. Die Kompatibilität der Gerätekomponenten mit der Vakuumumgebung ist daher besonders wichtig. Im Vakuum können sich Materialien auflösen, desorbieren und Gas freisetzen. Das freigesetzte Gas absorbiert nicht nur EUV-Licht, wodurch dessen Intensität und Transmissionseffizienz verringert wird, sondern kann auch optische Linsen verunreinigen. Beispielsweise kann Wasserdampf die Linsen oxidieren, und Kohlenwasserstoffe können Kohlenstoffschichten auf den Linsen ablagern, was die Qualität der Lithografie erheblich beeinträchtigt.
Granit hat stabile chemische Eigenschaften und gibt in einer Vakuumumgebung kaum Gase ab. Professionellen Tests zufolge ist die Ausgasungsrate der Granitbasis in einer simulierten Vakuumumgebung einer Fotolithografiemaschine (wie der ultrareinen Vakuumumgebung, in der sich das optische Beleuchtungssystem und das optische Abbildungssystem in der Hauptkammer befinden und die H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa erfordert) extrem niedrig, weit niedriger als die von anderen Materialien wie Metallen. Dadurch kann das Innere der Fotolithografiemaschine über lange Zeit einen hohen Vakuumgrad und eine hohe Sauberkeit aufrechterhalten, was die hohe Durchlässigkeit von EUV-Licht während der Übertragung und eine ultrareine Nutzungsumgebung für optische Linsen gewährleistet, die Lebensdauer des optischen Systems verlängert und die Gesamtleistung der Fotolithografiemaschine verbessert.
Hohe Vibrationsfestigkeit und thermische Stabilität
Während des Fotolithografieprozesses erfordert die Präzision im Nanometerbereich, dass die Fotolithografiemaschine nicht die geringsten Vibrationen oder thermischen Verformungen aufweist. Umgebungsvibrationen, die durch den Betrieb anderer Geräte und die Bewegungen des Personals in der Werkstatt entstehen, sowie die während des Betriebs von der Fotolithografiemaschine selbst erzeugte Wärme können die Genauigkeit der Fotolithografie beeinträchtigen. Granit hat eine hohe Dichte und eine harte Textur sowie eine ausgezeichnete Vibrationsbeständigkeit. Seine innere Mineralkristallstruktur ist kompakt, wodurch Vibrationsenergie wirksam gedämpft und die Vibrationsausbreitung rasch unterdrückt werden kann. Versuchsdaten zeigen, dass die Granitbasis unter derselben Vibrationsquelle die Vibrationsamplitude innerhalb von 0,5 Sekunden um mehr als 90 % reduzieren kann. Im Vergleich zu einer Metallbasis kann sie die Stabilität des Geräts schneller wiederherstellen, die präzise relative Position zwischen der Fotolithografielinse und dem Wafer sicherstellen und vibrationsbedingte Musterunschärfe oder Fehlausrichtungen vermeiden.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Granit ist extrem niedrig und liegt mit etwa (4–8) × 10⁻⁶/℃ deutlich unter dem von metallischen Werkstoffen. Während des Betriebs der Fotolithografiemaschine bleibt die Granitbasis formstabil und verformt sich nicht nennenswert durch Wärmeausdehnung und -kontraktion, selbst wenn die Innentemperatur aufgrund von Faktoren wie der Wärmeentwicklung der Lichtquelle und der Reibung mechanischer Komponenten schwankt. Sie bietet eine stabile und zuverlässige Unterstützung für das optische System und die Präzisionsbewegungsplattform und gewährleistet so die gleichbleibende Genauigkeit der Fotolithografie.
Veröffentlichungszeit: 20. Mai 2025