Dans la fabrication des semi-conducteurs, la machine de photolithographie est un dispositif clé qui détermine la précision des puces, et le socle en granit, avec ses multiples caractéristiques, est devenu un composant indispensable de la machine de photolithographie.
Stabilité thermique : le « bouclier » contre les variations de température
Lorsqu'une machine de photolithographie est en fonctionnement, elle génère une chaleur importante. Une fluctuation de température de seulement 0,1 °C peut entraîner la déformation des composants et affecter la précision de la photolithographie. Le coefficient de dilatation thermique du granit est extrêmement faible, de l'ordre de 4 à 8 × 10⁻⁶/°C, soit environ un tiers de celui de l'acier et un cinquième de celui de l'alliage d'aluminium. Cette propriété permet au socle en granit de conserver sa stabilité dimensionnelle lors d'un fonctionnement prolongé de la machine ou en cas de variations de température ambiante, garantissant ainsi le positionnement précis des composants optiques et des structures mécaniques.
Performance anti-vibration exceptionnelle : L'« éponge » absorbe les vibrations
Dans une usine de semi-conducteurs, le fonctionnement des équipements environnants et les déplacements du personnel peuvent générer des vibrations. Le granit, de par sa haute densité et sa texture dure, possède d'excellentes propriétés d'amortissement, avec un coefficient d'amortissement 2 à 5 fois supérieur à celui des métaux. Lorsque des vibrations externes sont transmises à la base en granit, le frottement entre les cristaux minéraux internes convertit l'énergie vibratoire en énergie thermique, qui est dissipée. Ce processus permet de réduire considérablement les vibrations en peu de temps, ce qui permet à la machine de photolithographie de retrouver rapidement sa stabilité et d'éviter le flou ou le désalignement du motif de photolithographie dus aux vibrations.
Stabilité chimique : le « gardien » d’un environnement propre
L'intérieur d'une machine de photolithographie est en contact avec divers milieux chimiques, et les matériaux métalliques ordinaires sont sujets à la corrosion ou à la libération de particules. Le granit, composé de minéraux tels que le quartz et le feldspath, possède des propriétés chimiques stables et une forte résistance à la corrosion. Après immersion dans des solutions acides et alcalines, la corrosion de surface est extrêmement faible. Par ailleurs, sa structure dense ne génère quasiment aucun débris ni poussière, répondant ainsi aux exigences des normes de salles blanches les plus strictes et réduisant le risque de contamination des plaquettes.
Adaptabilité du traitement : le « matériau idéal » pour créer des points de repère précis
Les composants essentiels de la machine de photolithographie doivent être installés sur une surface de référence de haute précision. La structure interne du granit est uniforme et il se prête facilement à un usinage de très haute précision par meulage, polissage et autres techniques. Sa planéité peut atteindre ≤ 0,5 µm/m et sa rugosité de surface Ra ≤ 0,05 µm, offrant ainsi une base d'installation précise pour des composants tels que les lentilles optiques.
Longue durée de vie et absence d'entretien : les « outils performants » pour réduire les coûts
Comparé aux matériaux métalliques, sujets à la fatigue et à la fissuration lors d'une utilisation prolongée, le granit ne subit pratiquement aucune déformation plastique ni fracture sous des charges normales et ne nécessite aucun traitement de surface, évitant ainsi les risques de décollement et de contamination du revêtement. En pratique, même après de nombreuses années d'utilisation, les performances clés des socles en granit restent stables, réduisant ainsi les coûts d'exploitation et de maintenance des équipements.
De la stabilité thermique à la résistance aux vibrations en passant par l'inertie chimique, les multiples caractéristiques du socle en granit répondent parfaitement aux exigences des machines de photolithographie. À mesure que les procédés de fabrication des puces évoluent vers une précision toujours plus grande, les socles en granit continueront de jouer un rôle irremplaçable dans le domaine de la production de semi-conducteurs.
Date de publication : 20 mai 2025