Bei der Halbleiterfertigung ist die Fotolithografiemaschine ein Schlüsselgerät, das die Präzision der Chips bestimmt, und die Granitbasis ist aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften zu einem unverzichtbaren Bestandteil der Fotolithografiemaschine geworden.
Thermische Stabilität: Der „Schutzschild“ gegen Temperaturschwankungen
Beim Betrieb einer Fotolithografieanlage entsteht eine große Wärmemenge. Bereits Temperaturschwankungen von nur 0,1 °C können zu Verformungen der Anlagenkomponenten führen und die Genauigkeit der Fotolithografie beeinträchtigen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Granit ist mit nur 4–8 × 10⁻⁶/°C extrem niedrig und beträgt etwa ein Drittel des Wertes von Stahl und ein Fünftel des Wertes von Aluminiumlegierungen. Dadurch behält die Granitbasis ihre Formstabilität auch bei längerem Betrieb der Fotolithografieanlage oder bei schwankenden Umgebungstemperaturen bei und gewährleistet so die präzise Positionierung optischer Komponenten und mechanischer Strukturen.
Hervorragende Antivibrationsleistung: Der „Schwamm“, der Vibrationen absorbiert
In einer Halbleiterfabrik können der Betrieb der Anlagen und die Bewegungen der Mitarbeiter Vibrationen erzeugen. Granit zeichnet sich durch hohe Dichte und Härte sowie hervorragende Dämpfungseigenschaften aus, die zwei- bis fünfmal höher sind als die von Metallen. Werden äußere Vibrationen auf den Granituntergrund übertragen, wandelt die Reibung zwischen den inneren Mineralkristallen die Vibrationsenergie in Wärmeenergie um, die abgeführt wird. Dadurch werden die Vibrationen innerhalb kurzer Zeit deutlich reduziert, sodass die Fotolithografiemaschine schnell wieder stabil läuft und Unschärfen oder Fehlausrichtungen des Fotolithografiemusters durch Vibrationen vermieden werden.
Chemische Stabilität: Der „Wächter“ einer sauberen Umwelt
Das Innere einer Fotolithografieanlage kommt mit verschiedenen chemischen Medien in Kontakt, und herkömmliche Metalle neigen zu Korrosion oder Partikelabgabe. Granit besteht aus Mineralien wie Quarz und Feldspat. Er zeichnet sich durch stabile chemische Eigenschaften und hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Selbst nach dem Einweichen in Säure- und Laugenlösungen ist die Oberflächenkorrosion minimal. Gleichzeitig erzeugt seine dichte Struktur kaum Ablagerungen oder Staub, wodurch die Anforderungen höchster Reinraumstandards erfüllt und das Risiko einer Waferkontamination minimiert wird.
Verarbeitungsflexibilität: Das „ideale Material“ zur Erstellung präziser Messpunkte
Die Kernkomponenten der Fotolithografieanlage müssen auf einer hochpräzisen Referenzfläche montiert werden. Granit besitzt eine gleichmäßige innere Struktur und lässt sich durch Schleifen, Polieren und andere Verfahren mit extrem hoher Präzision bearbeiten. Seine Ebenheit erreicht ≤ 0,5 μm/m und die Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,05 μm. Dies bietet eine präzise Montagegrundlage für Komponenten wie optische Linsen.
Lange Lebensdauer und wartungsfrei: Die „scharfen Werkzeuge“ zur Kostenreduzierung
Im Vergleich zu Metallen, die bei langfristiger Nutzung zu Ermüdung und Rissbildung neigen, zeigt Granit unter normalen Belastungen kaum plastische Verformung oder Bruch und benötigt keine Oberflächenbehandlung. Dadurch wird das Risiko von Abplatzungen und Verunreinigungen vermieden. In der Praxis bleiben die wichtigsten Leistungskennzahlen des Granitfundaments auch nach jahrelangem Einsatz stabil, was die Betriebs- und Wartungskosten der Anlagen reduziert.
Von thermischer Stabilität und Vibrationsfestigkeit bis hin zu chemischer Inertheit – die vielfältigen Eigenschaften der Granitbasis erfüllen optimal die Anforderungen der Fotolithografieanlage. Da sich die Chipfertigungsprozesse stetig in Richtung höherer Präzision entwickeln, werden Granitbasen auch weiterhin eine unverzichtbare Rolle in der Halbleiterproduktion spielen.
Veröffentlichungsdatum: 20. Mai 2025