En el campo de la fabricación de semiconductores, como equipo fundamental que determina la precisión del proceso de fabricación de chips, la estabilidad del entorno interno de la máquina de fotolitografía es de vital importancia. Desde la excitación de la fuente de luz ultravioleta extrema hasta el funcionamiento de la plataforma de movimiento de precisión a nanoescala, no puede existir la más mínima desviación en ningún eslabón. Las bases de granito, con una serie de propiedades únicas, demuestran ventajas inigualables para garantizar el funcionamiento estable de las máquinas de fotolitografía y mejorar la precisión de la fotolitografía.
Excelente rendimiento de blindaje electromagnético
El interior de una máquina de fotolitografía está inmerso en un entorno electromagnético complejo. La interferencia electromagnética (EMI) generada por componentes como fuentes de luz ultravioleta extrema, motores de accionamiento y fuentes de alimentación de alta frecuencia, si no se controla eficazmente, afectará gravemente el rendimiento de los componentes electrónicos de precisión y los sistemas ópticos del equipo. Por ejemplo, la interferencia puede causar ligeras desviaciones en los patrones de fotolitografía. En procesos de fabricación avanzados, esto es suficiente para provocar conexiones incorrectas de los transistores en el chip, lo que reduce significativamente su rendimiento.
El granito es un material no metálico y no conduce la electricidad por sí mismo. No se produce el fenómeno de inducción electromagnética causado por el movimiento de electrones libres en su interior, como ocurre en los materiales metálicos. Esta característica lo convierte en un blindaje electromagnético natural, capaz de bloquear eficazmente la transmisión de interferencias electromagnéticas internas. Cuando el campo magnético alterno generado por la fuente externa de interferencia electromagnética se propaga a la base de granito, dado que este no es magnético ni magnetizable, este campo es difícil de penetrar, protegiendo así los componentes principales de la máquina de fotolitografía instalada en la base, como los sensores de precisión y los dispositivos de ajuste de lentes ópticas, de la influencia de las interferencias electromagnéticas y garantizando la precisión de la transferencia de patrones durante el proceso de fotolitografía.
Excelente compatibilidad con el vacío
Dado que la luz ultravioleta extrema (UVE) es fácilmente absorbida por todas las sustancias, incluido el aire, las máquinas de litografía UVE deben operar en un entorno de vacío. En este punto, la compatibilidad de los componentes del equipo con el entorno de vacío se vuelve crucial. En el vacío, los materiales pueden disolverse, desorberse y liberar gas. Este gas liberado no solo absorbe la luz UVE, reduciendo la intensidad y la eficiencia de transmisión de la luz, sino que también puede contaminar las lentes ópticas. Por ejemplo, el vapor de agua puede oxidar las lentes y los hidrocarburos pueden depositar capas de carbono sobre ellas, afectando gravemente la calidad de la litografía.
El granito posee propiedades químicas estables y apenas libera gases en el vacío. Según pruebas profesionales, en un entorno de vacío simulado de una máquina de fotolitografía (como el entorno de vacío ultralimpio donde se ubican los sistemas ópticos de iluminación y de imagen de la cámara principal, que requiere H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), la tasa de desgasificación de la base de granito es extremadamente baja, mucho menor que la de otros materiales como los metales. Esto permite que el interior de la máquina de fotolitografía mantenga un alto grado de vacío y limpieza durante mucho tiempo, garantizando una alta transmitancia de la luz ultravioleta (EUV) durante la transmisión y un entorno de uso ultralimpio para las lentes ópticas, prolongando la vida útil del sistema óptico y mejorando el rendimiento general de la máquina.
Fuerte resistencia a las vibraciones y estabilidad térmica.
Durante el proceso de fotolitografía, la precisión a nivel nanométrico exige que la máquina no sufra la más mínima vibración ni deformación térmica. Las vibraciones ambientales generadas por el funcionamiento de otros equipos y el movimiento del personal en el taller, así como el calor generado por la propia máquina durante su funcionamiento, pueden afectar la precisión de la fotolitografía. El granito tiene una alta densidad y una textura dura, además de una excelente resistencia a las vibraciones. Su estructura cristalina mineral interna es compacta, lo que permite atenuar eficazmente la energía de las vibraciones y suprimir rápidamente su propagación. Los datos experimentales demuestran que, bajo la misma fuente de vibración, la base de granito puede reducir la amplitud de la vibración en más del 90 % en 0,5 segundos. En comparación con la base metálica, permite restaurar la estabilidad del equipo con mayor rapidez, garantizando la posición relativa precisa entre la lente de fotolitografía y la oblea, y evitando la distorsión o desalineación del patrón causada por la vibración.
Además, el coeficiente de expansión térmica del granito es extremadamente bajo, de aproximadamente (4-8) × 10⁻⁶/℃, mucho menor que el de los materiales metálicos. Durante el funcionamiento de la máquina de fotolitografía, incluso si la temperatura interna fluctúa debido a factores como la generación de calor de la fuente de luz y la fricción de los componentes mecánicos, la base de granito mantiene la estabilidad dimensional y no sufre deformaciones significativas por la expansión y contracción térmica. Proporciona un soporte estable y fiable para el sistema óptico y la plataforma de movimiento de precisión, manteniendo la precisión de la fotolitografía.
Hora de publicación: 20 de mayo de 2025