Dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs, la stabilité de l'environnement interne de la machine de photolithographie est essentielle à la précision du processus de fabrication des puces. De l'excitation de la source de lumière ultraviolette extrême au fonctionnement de la plateforme de mouvement de précision nanométrique, aucun maillon ne peut subir la moindre déviation. Les bases en granit, dotées de propriétés uniques, présentent des avantages inégalés pour garantir la stabilité du fonctionnement des machines de photolithographie et améliorer la précision de la photolithographie.
Excellentes performances de blindage électromagnétique
L'intérieur d'une machine de photolithographie est imprégné d'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 contrôlées efficacement, peuvent sérieusement affecter les performances des composants électroniques de précision et des systèmes optiques de l'équipement. Par exemple, ces interférences peuvent entraîner de légères variations 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 son rendement.
Le granit est un matériau non métallique et ne conduit pas l'électricité par lui-même. Contrairement aux matériaux métalliques, il ne présente pas d'induction électromagnétique provoquée par le mouvement des électrons libres à l'intérieur. Cette caractéristique en fait un blindage électromagnétique naturel, capable de bloquer efficacement la transmission des interférences électromagnétiques internes. Lorsque le champ magnétique alternatif généré par la source d'interférences électromagnétiques externes se propage jusqu'au support en granit, ce dernier étant amagnétique et non magnétisable, il est difficile à pénétrer. Cela protège ainsi les composants clés de la machine de photolithographie installée sur le support, tels que les capteurs de précision et les dispositifs de réglage des lentilles optiques, des interférences électromagnétiques et garantit la précision du transfert des motifs pendant le processus de photolithographie.
Excellente compatibilité avec le vide
La lumière ultraviolette extrême (EUV) étant facilement absorbée par toutes les substances, y compris l'air, les machines de lithographie EUV doivent fonctionner sous vide. À ce stade, la compatibilité des composants de l'équipement avec le vide devient cruciale. Sous vide, les matériaux peuvent se dissoudre, se désorber et libérer des gaz. Ces gaz non seulement absorbent la lumière EUV, réduisant ainsi son intensité et son efficacité de transmission, mais 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 peu de gaz sous vide. Des tests professionnels ont montré que, dans un environnement sous vide simulé pour une machine de photolithographie (tel que l'environnement sous vide ultra-propre dans lequel se trouvent les systèmes optiques d'éclairage et d'imagerie de la chambre principale, nécessitant H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), le taux de dégazage du support en granit est extrêmement faible, bien inférieur à celui d'autres matériaux tels que les métaux. Cela permet à l'intérieur de la machine de photolithographie de maintenir un vide élevé et une propreté durable, garantissant une transmission élevée de la lumière EUV et un environnement d'utilisation ultra-propre pour les lentilles optiques, prolongeant ainsi la durée de vie du système optique et améliorant les performances globales de la machine.
Forte résistance aux vibrations et stabilité thermique
Lors du processus de photolithographie, la précision à l'échelle nanométrique exige que la machine ne subisse aucune vibration ni déformation thermique. Les vibrations environnementales générées par le fonctionnement des autres équipements et les mouvements du personnel dans l'atelier, ainsi que la chaleur produite par la machine elle-même pendant son fonctionnement, peuvent perturber la précision de la photolithographie. Le granit présente une densité élevée et une texture dure, ainsi qu'une excellente résistance aux vibrations. Sa structure cristalline minérale interne est compacte, ce qui permet d'atténuer efficacement l'énergie vibratoire et de supprimer rapidement sa propagation. Des données expérimentales montrent que, sous la même source de vibrations, la base en granit peut réduire l'amplitude des vibrations de plus de 90 % en 0,5 seconde. Comparée à une base métallique, elle permet de rétablir la stabilité de l'équipement plus rapidement, garantissant une position relative précise entre la lentille de photolithographie et la plaquette, et évitant le flou ou le désalignement des motifs causés par les vibrations.
Le coefficient de dilatation thermique du granit est extrêmement faible, environ (4-8) × 10⁻⁶/℃, bien inférieur à celui des matériaux métalliques. Pendant le fonctionnement de la machine de photolithographie, même si la température interne fluctue en raison de facteurs tels que la production de chaleur par la source lumineuse et le frottement des composants mécaniques, la base en granit conserve sa stabilité dimensionnelle et ne subit aucune déformation significative due à la dilatation et à la contraction thermiques. Elle offre un support stable et fiable au système optique et à la plateforme de mouvement de précision, garantissant ainsi la précision constante de la photolithographie.
Date de publication : 20 mai 2025