En el campo de la fabricación de semiconductores, la estabilidad del entorno interno de la máquina de fotolitografía, al ser el equipo central que determina la precisión del proceso de fabricación de chips, 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 haber la más mínima desviación en ningún eslabón. Las bases de granito, con una serie de propiedades únicas, demuestran ventajas incomparables para garantizar el funcionamiento estable de las máquinas de fotolitografía y mejorar la precisión de la fotolitografía.
Rendimiento de blindaje electromagnético excepcional
El interior de una máquina de fotolitografía presenta un entorno electromagnético complejo. Las interferencias electromagnéticas (EMI) generadas por componentes como fuentes de luz ultravioleta extrema, motores y fuentes de alimentación de alta frecuencia, si no se controlan eficazmente, afectarán gravemente al rendimiento de los componentes electrónicos de precisión y los sistemas ópticos del equipo. Por ejemplo, las interferencias pueden provocar ligeras desviaciones en los patrones de fotolitografía. En procesos de fabricación avanzados, esto es suficiente para generar conexiones incorrectas en los transistores del chip, lo que reduce significativamente el rendimiento del mismo.
El granito es un material no metálico y no conduce la electricidad por sí mismo. No presenta 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 de interferencia electromagnética externa se propaga hacia la base de granito, dado que este material no es magnético y no puede magnetizarse, dicho campo encuentra dificultad para penetrarlo, protegiendo así los componentes esenciales 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
Debido a que la luz ultravioleta extrema (EUV) es fácilmente absorbida por todas las sustancias, incluido el aire, las máquinas de litografía EUV deben operar en un entorno de vacío. En este contexto, la compatibilidad de los componentes del equipo con dicho entorno se vuelve crucial. En el vacío, los materiales pueden disolverse, desorberse y liberar gases. Estos gases no solo absorben la luz EUV, reduciendo su intensidad y eficiencia de transmisión, sino que también pueden 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 prácticamente no libera gases en un entorno de vacío. Según pruebas profesionales, en un entorno de vacío simulado de una máquina de fotolitografía (como el entorno de vacío ultralimpio donde se ubican el sistema óptico de iluminación y el sistema óptico de imagen en 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 un tiempo prolongado, lo que garantiza una alta transmitancia de la luz EUV durante la transmisión y un entorno de uso ultralimpio para las lentes ópticas, extendiendo la vida útil del sistema óptico y mejorando el rendimiento general de la máquina de fotolitografía.
Gran resistencia a las vibraciones y estabilidad térmica
Durante el proceso de fotolitografía, la precisión a nivel nanométrico exige que la máquina no presente 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 producido por la propia máquina durante su operación, pueden interferir con la precisión del proceso. El granito, gracias a su alta densidad y dureza, ofrece una excelente resistencia a las vibraciones. Su estructura cristalina interna es compacta, lo que permite atenuar eficazmente la energía de las vibraciones y suprimir rápidamente su propagación. Los datos experimentales demuestran que, ante la misma fuente de vibración, la base de granito puede reducir la amplitud de la vibración en más del 90 % en tan solo 0,5 segundos. En comparación con la base metálica, permite que el equipo recupere la estabilidad con mayor rapidez, garantizando la posición relativa precisa entre la lente de fotolitografía y la oblea, y evitando el desenfoque o la desalineación del patrón causados por las vibraciones.
Por otro lado, el coeficiente de dilatación térmica del granito es extremadamente bajo, 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 por la fuente de luz y la fricción de los componentes mecánicos, la base de granito mantiene su estabilidad dimensional y no sufre deformaciones significativas por dilatación y contracción térmica. Proporciona un soporte estable y fiable para el sistema óptico y la plataforma de movimiento de precisión, garantizando la consistencia y exactitud de la fotolitografía.
Fecha de publicación: 20 de mayo de 2025