Dans le domaine de la fabrication des semi-conducteurs, la stabilité de l'environnement interne de la machine de photolithographie est primordiale, car elle constitue l'équipement central déterminant la précision du processus de fabrication des puces. De l'excitation de la source de lumière ultraviolette extrême au fonctionnement de la plateforme de déplacement de précision nanométrique, aucune déviation, même minime, n'est tolérée à chaque étape. Les socles en granit, grâce à leurs propriétés uniques, offrent des avantages inégalés pour garantir le fonctionnement stable des machines de photolithographie et améliorer la précision de la photolithographie.
Performances exceptionnelles en matière de blindage électromagnétique
L'intérieur d'une machine de photolithographie est un environnement électromagnétique complexe. Les interférences électromagnétiques (IEM) générées par des composants tels que les sources de lumière ultraviolette extrême, les moteurs d'entraînement et les alimentations haute fréquence, si elles ne sont pas efficacement maîtrisées, affectent gravement les performances des composants électroniques de précision et des systèmes optiques de l'équipement. Par exemple, ces interférences peuvent provoquer de légères déviations dans les motifs de photolithographie. Dans les procédés de fabrication avancés, cela suffit à entraîner des connexions incorrectes des transistors sur la puce, réduisant ainsi considérablement le rendement.
Le granit est un matériau non métallique et ne conduit pas l'électricité. Contrairement aux matériaux métalliques, il ne présente pas de phénomène d'induction électromagnétique dû au mouvement des électrons libres. Cette caractéristique en fait un blindage électromagnétique naturel, capable de bloquer efficacement la propagation des interférences électromagnétiques internes. Lorsqu'un champ magnétique alternatif, généré par une source d'interférences électromagnétiques externe, se propage jusqu'au socle en granit, ce dernier, étant non magnétique et inmagnétisable, peine à le pénétrer. Ainsi, les composants essentiels de la machine de photolithographie installée sur le socle, tels que les capteurs de précision et les dispositifs de réglage optique, sont protégés des interférences électromagnétiques, garantissant ainsi la précision du transfert des motifs lors du processus de photolithographie.
Excellente compatibilité avec les aspirateurs
Étant donné que la lumière ultraviolette extrême (EUV) est facilement absorbée par toutes les substances, y compris l'air, les machines de lithographie EUV doivent fonctionner sous vide. Dans ce contexte, la compatibilité des composants de l'équipement avec le vide devient primordiale. Sous vide, les matériaux peuvent se dissoudre, se désorber et libérer des gaz. Ces gaz absorbent la lumière EUV, réduisant ainsi son intensité et son efficacité de transmission, et peuvent également contaminer les lentilles optiques. Par exemple, la vapeur d'eau peut oxyder les lentilles et les hydrocarbures peuvent y déposer des couches de carbone, affectant gravement la qualité de la lithographie.
Le granit possède des propriétés chimiques stables et dégage très peu de gaz sous vide. Selon des tests professionnels, dans un environnement sous vide simulant celui d'une machine de photolithographie (tel que l'environnement ultra-vide où se trouvent les systèmes optiques d'éclairage et d'imagerie dans la chambre principale, nécessitant H₂O < 10⁻⁵ Pa et CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), le taux de dégazage de la base en granit est extrêmement faible, bien inférieur à celui d'autres matériaux comme les métaux. Ceci permet de maintenir un haut degré de vide et une propreté irréprochable à l'intérieur de la machine de photolithographie pendant une longue période, garantissant ainsi une transmittance élevée de la lumière EUV lors de la transmission et un environnement d'utilisation ultra-propre pour les lentilles optiques. Il en résulte une durée de vie prolongée du système optique et une amélioration des performances globales de la machine de photolithographie.
Forte résistance aux vibrations et stabilité thermique
Lors du procédé de photolithographie, la précision nanométrique exige que la machine soit totalement immobile, sans la moindre vibration ni déformation thermique. Les vibrations environnementales générées par le fonctionnement d'autres équipements et les déplacements du personnel dans l'atelier, ainsi que la chaleur produite par la machine elle-même, peuvent nuire à la précision de la photolithographie. Le granit, matériau dense et dur, offre une excellente résistance aux vibrations. Sa structure cristalline interne compacte atténue efficacement l'énergie vibratoire et en stoppe rapidement la propagation. Des données expérimentales montrent que, pour une même source de vibrations, un socle en granit réduit l'amplitude de plus de 90 % en 0,5 seconde. Comparé à un socle métallique, il permet une stabilisation plus rapide de l'équipement, garantissant ainsi un positionnement précis entre la lentille et la plaquette et évitant le flou ou le désalignement des motifs dus aux vibrations.
Par ailleurs, le coefficient de dilatation thermique du granit est extrêmement faible, de l'ordre de (4-8) × 10⁻⁶/°C, bien inférieur à celui des matériaux métalliques. Lors du fonctionnement de la machine de photolithographie, même en cas de fluctuations de température interne dues à la chaleur dégagée par la source lumineuse et aux frottements des composants mécaniques, le socle en granit conserve sa stabilité dimensionnelle et ne subit aucune déformation significative liée à la dilatation et à la contraction thermiques. Il assure ainsi un support stable et fiable au système optique et à la plateforme de déplacement de précision, garantissant la constance de la précision de la photolithographie.
Date de publication : 20 mai 2025