Trong lĩnh vực sản xuất chất bán dẫn, là thiết bị cốt lõi quyết định độ chính xác của quy trình sản xuất chip, sự ổn định của môi trường bên trong máy quang khắc là vô cùng quan trọng. Từ việc kích thích nguồn sáng cực tím đến hoạt động của nền tảng chuyển động chính xác ở cấp độ nano, không thể có bất kỳ sai lệch nhỏ nhất nào trong từng mắt xích. Đá granite, với hàng loạt đặc tính độc đáo, thể hiện những ưu điểm vượt trội trong việc đảm bảo hoạt động ổn định của máy quang khắc và nâng cao độ chính xác của quang khắc.
Hiệu suất che chắn điện từ vượt trội
Bên trong máy quang khắc chứa đầy môi trường điện từ phức tạp. Nhiễu điện từ (EMI) sinh ra bởi các thành phần như nguồn sáng cực tím, động cơ truyền động và nguồn điện tần số cao, nếu không được kiểm soát hiệu quả, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của các linh kiện điện tử chính xác và hệ thống quang học bên trong thiết bị. Ví dụ, nhiễu có thể gây ra những sai lệch nhỏ trong các mẫu quang khắc. Trong các quy trình sản xuất tiên tiến, điều này đủ để dẫn đến kết nối transistor không chính xác trên chip, làm giảm đáng kể năng suất chip.
Đá granit là vật liệu phi kim loại và bản thân nó không dẫn điện. Không có hiện tượng cảm ứng điện từ do chuyển động của các electron tự do bên trong như trong vật liệu kim loại. Đặc tính này khiến nó trở thành một vật liệu chắn điện từ tự nhiên, có thể ngăn chặn hiệu quả đường truyền nhiễu điện từ bên trong. Khi từ trường biến thiên do nguồn nhiễu điện từ bên ngoài tạo ra lan truyền đến đế đá granit, vì đá granit không có từ tính và không thể bị từ hóa, nên từ trường biến thiên khó xuyên qua, do đó bảo vệ các thành phần cốt lõi của máy quang khắc được lắp trên đế, chẳng hạn như cảm biến chính xác và thiết bị điều chỉnh thấu kính quang học, khỏi ảnh hưởng của nhiễu điện từ và đảm bảo độ chính xác của việc truyền mẫu trong quá trình quang khắc.
Khả năng tương thích chân không tuyệt vời
Do tia cực tím cực mạnh (EUV) dễ bị hấp thụ bởi tất cả các chất, bao gồm cả không khí, nên máy in thạch bản EUV phải hoạt động trong môi trường chân không. Lúc này, tính tương thích của các thành phần thiết bị với môi trường chân không trở nên đặc biệt quan trọng. Trong môi trường chân không, vật liệu có thể hòa tan, tách hấp thụ và giải phóng khí. Khí thoát ra không chỉ hấp thụ ánh sáng EUV, làm giảm cường độ và hiệu suất truyền dẫn của ánh sáng mà còn có thể làm nhiễm bẩn thấu kính quang học. Ví dụ, hơi nước có thể oxy hóa thấu kính, và hydrocarbon có thể lắng đọng các lớp carbon trên thấu kính, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng in thạch bản.
Đá granit có tính chất hóa học ổn định và hầu như không giải phóng khí trong môi trường chân không. Theo thử nghiệm chuyên nghiệp, trong môi trường chân không mô phỏng của máy quang khắc (chẳng hạn như môi trường chân không siêu sạch, nơi đặt hệ thống quang học chiếu sáng và hệ thống quang học hình ảnh trong buồng chính, yêu cầu H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), tốc độ thoát khí của đế đá granit cực kỳ thấp, thấp hơn nhiều so với các vật liệu khác như kim loại. Điều này cho phép bên trong máy quang khắc duy trì độ chân không cao và độ sạch trong thời gian dài, đảm bảo độ truyền qua cao của ánh sáng EUV trong quá trình truyền và môi trường sử dụng siêu sạch cho thấu kính quang học, kéo dài tuổi thọ của hệ thống quang học và nâng cao hiệu suất tổng thể của máy quang khắc.
Khả năng chống rung mạnh và ổn định nhiệt
Trong quá trình quang khắc, độ chính xác ở cấp độ nanomet yêu cầu máy quang khắc không được có bất kỳ rung động hoặc biến dạng nhiệt nào dù là nhỏ nhất. Rung động môi trường do vận hành các thiết bị khác và chuyển động của nhân viên trong xưởng, cũng như nhiệt lượng do chính máy quang khắc tạo ra trong quá trình vận hành, đều có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của quang khắc. Đá granit có mật độ cao và kết cấu cứng, có khả năng chống rung tuyệt vời. Cấu trúc tinh thể khoáng bên trong của nó rất nhỏ gọn, có thể làm suy yếu hiệu quả năng lượng rung động và nhanh chóng ngăn chặn sự lan truyền rung động. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy dưới cùng một nguồn rung động, đế đá granit có thể giảm biên độ rung động hơn 90% trong vòng 0,5 giây. So với đế kim loại, nó có thể khôi phục thiết bị về trạng thái ổn định nhanh hơn, đảm bảo vị trí tương đối chính xác giữa thấu kính quang khắc và wafer, đồng thời tránh hiện tượng nhòe hoặc lệch hoa văn do rung động gây ra.
Trong khi đó, hệ số giãn nở nhiệt của đá granit cực kỳ thấp, khoảng (4-8) ×10⁻⁶/℃, thấp hơn nhiều so với vật liệu kim loại. Trong quá trình vận hành máy quang khắc, ngay cả khi nhiệt độ bên trong dao động do các yếu tố như nhiệt sinh ra từ nguồn sáng và ma sát từ các bộ phận cơ khí, đế đá granit vẫn có thể duy trì độ ổn định kích thước và không bị biến dạng đáng kể do giãn nở và co lại do nhiệt. Nó cung cấp sự hỗ trợ ổn định và đáng tin cậy cho hệ thống quang học và bệ chuyển động chính xác, duy trì tính nhất quán của độ chính xác quang khắc.
Thời gian đăng: 20-05-2025