Puslaidininkių gamybos srityje, kaip pagrindinė įranga, lemianti lustų gamybos proceso tikslumą, fotolitografijos aparato vidinės aplinkos stabilumas yra gyvybiškai svarbus. Nuo ekstremalaus ultravioletinių spindulių šaltinio sužadinimo iki nanoskalės tikslaus judesio platformos veikimo, kiekvienoje grandyje negali būti nė menkiausio nukrypimo. Granito pagrindai, pasižymintys unikaliomis savybėmis, demonstruoja neprilygstamus pranašumus užtikrinant stabilų fotolitografijos aparatų veikimą ir didinant fotolitografijos tikslumą.
Išskirtinis elektromagnetinio ekranavimo našumas
Fotolitografijos aparato viduje vyrauja sudėtinga elektromagnetinė aplinka. Elektromagnetiniai trukdžiai (EMI), kuriuos sukuria tokie komponentai kaip ekstremalūs ultravioletinių spindulių šaltiniai, pavaros varikliai ir aukšto dažnio maitinimo šaltiniai, jei jie nėra efektyviai kontroliuojami, gali smarkiai paveikti tiksliųjų elektroninių komponentų ir optinių sistemų veikimą įrenginyje. Pavyzdžiui, trukdžiai gali sukelti nedidelius fotolitografijos modelių nukrypimus. Pažangiuose gamybos procesuose to pakanka, kad luste būtų neteisingai sujungti tranzistoriai, o tai žymiai sumažintų lusto išeigą.
Granitas yra nemetalinė medžiaga ir pats savaime nelaidus elektros srovei. Nėra elektromagnetinės indukcijos reiškinio, kurį sukelia laisvųjų elektronų judėjimas viduje, kaip metalinėse medžiagose. Dėl šios savybės granitas yra natūralus elektromagnetinis ekranuojantis kūnas, galintis efektyviai blokuoti vidinių elektromagnetinių trukdžių perdavimo kelią. Kai išorinio elektromagnetinių trukdžių šaltinio generuojamas kintamasis magnetinis laukas sklinda į granito pagrindą, kadangi granitas yra nemagnetinis ir negali būti įmagnetinamas, kintamasis magnetinis laukas sunkiai įsiskverbia, todėl ant pagrindo sumontuoti fotolitografijos aparato pagrindiniai komponentai, tokie kaip tikslūs jutikliai ir optiniai lęšių reguliavimo įtaisai, yra apsaugoti nuo elektromagnetinių trukdžių įtakos ir užtikrinamas rašto perdavimo tikslumas fotolitografijos proceso metu.
Puikus suderinamumas su vakuumu
Kadangi ekstremalią ultravioletinę šviesą (EUV) lengvai sugeria visos medžiagos, įskaitant orą, EUV litografijos aparatai turi veikti vakuuminėje aplinkoje. Šiuo metu ypač svarbus tampa įrangos komponentų suderinamumas su vakuumine aplinka. Vakuume medžiagos gali ištirpti, desorbuoti ir išskirti dujas. Išsiskyrusios dujos ne tik sugeria EUV šviesą, sumažindamos šviesos intensyvumą ir perdavimo efektyvumą, bet ir gali užteršti optinius lęšius. Pavyzdžiui, vandens garai gali oksiduoti lęšius, o angliavandeniliai gali nusodinti anglies sluoksnius ant lęšių, o tai labai paveiks litografijos kokybę.
Granitas pasižymi stabiliomis cheminėmis savybėmis ir vakuuminėje aplinkoje beveik neišskiria dujų. Profesionalūs bandymai parodė, kad imituotoje fotolitografijos aparato vakuuminėje aplinkoje (pvz., itin švarioje vakuuminėje aplinkoje, kurioje yra pagrindinėje kameroje esančios apšvietimo optinė sistema ir vaizdo optinė sistema, kurioms reikalingas H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa) granito pagrindo išgaravimo greitis yra itin mažas, daug mažesnis nei kitų medžiagų, tokių kaip metalai. Tai leidžia fotolitografijos aparato viduje ilgą laiką išlaikyti aukštą vakuumo laipsnį ir švarą, užtikrinant didelį EUV šviesos pralaidumą perdavimo metu ir itin švarią optinių lęšių naudojimo aplinką, prailginant optinės sistemos tarnavimo laiką ir pagerinant bendrą fotolitografijos aparato našumą.
Didelis atsparumas vibracijai ir terminis stabilumas
Fotolitografijos proceso metu nanometro tikslumas reikalauja, kad fotolitografijos aparatas neturėtų nė menkiausios vibracijos ar terminės deformacijos. Aplinkos vibracijos, kurias sukelia kitos įrangos veikimas ir personalo judėjimas dirbtuvėse, taip pat pačios fotolitografijos aparato veikimo metu išsiskirianti šiluma gali turėti įtakos fotolitografijos tikslumui. Granitas yra didelio tankio ir kietos tekstūros, pasižymi puikiu atsparumu vibracijai. Jo vidinė mineralinių kristalų struktūra yra kompaktiška, todėl gali efektyviai slopinti vibracijos energiją ir greitai slopinti vibracijos sklidimą. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad veikiant tam pačiam vibracijos šaltiniui, granito pagrindas per 0,5 sekundės gali sumažinti vibracijos amplitudę daugiau nei 90 %. Palyginti su metaliniu pagrindu, jis gali greičiau atkurti įrangos stabilumą, užtikrindamas tikslią santykinę fotolitografijos lęšio ir plokštelės padėtį ir išvengdamas vibracijos sukelto rašto neryškumo ar nesuderinamumo.
Tuo tarpu granito šiluminio plėtimosi koeficientas yra itin mažas, maždaug (4–8) × 10⁻⁶/℃, t. y. daug mažesnis nei metalinių medžiagų. Fotolitografijos aparato veikimo metu, net jei vidinė temperatūra svyruoja dėl tokių veiksnių kaip šilumos išsiskyrimas iš šviesos šaltinio ir mechaninių komponentų trintis, granito pagrindas išlaiko matmenų stabilumą ir nėra smarkiai deformuojamas dėl šiluminio plėtimosi ir susitraukimo. Jis užtikrina stabilų ir patikimą optinės sistemos ir tikslaus judėjimo platformos atramą, išlaikant fotolitografijos tikslumo pastovumą.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 20 d.