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 đóng vai trò vô cùng quan trọng. Từ việc kích thích nguồn ánh sáng cực tím đến hoạt động của nền tảng chuyển động chính xác ở cấp độ nano, không được phép có bất kỳ sai lệch nhỏ nào trong mỗi khâu. Đế đá granit, với một loạt các 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 quá trình quang khắc.
Hiệu suất chắn điện từ vượt trội
Bên trong máy quang khắc chứa một môi trường điện từ phức tạp. Nhiễu điện từ (EMI) do các thành phần như nguồn sáng cực tím, động cơ truyền động và nguồn điện cao tần tạo ra, 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 các kết nối transistor không chính xác trên chip, làm giảm đáng kể năng suất chip.
Đá granit là vật liệu phi kim loại và tự nó không dẫn điện. Không có hiện tượng cảm ứng điện từ do sự chuyển động của các electron tự do bên trong như trong các vật liệu kim loại. Đặc tính này làm cho nó trở thành một vật thể chắn điện từ tự nhiên, có thể chặn hiệu quả đường truyền của nhiễu điện từ bên trong. Khi từ trường biến thiên do nguồn nhiễu điện từ bên ngoài tạo ra lan truyền đến nền đá granit, vì đá granit không nhiễm từ và không thể bị nhiễm từ, nên từ trường biến thiên khó xuyên qua, do đó bảo vệ các thành phần cốt lõi của máy quang khắc được lắp đặt trên nền, 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
Vì tia cực tím (EUV) dễ dàng 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. Ở điểm này, khả năng 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 ra và giải phóng khí. Khí được giải phóng không chỉ hấp thụ ánh sáng EUV, làm giảm cường độ và hiệu suất truyền dẫn của ánh sáng, mà còn có thể làm ô nhiễm các thấu kính quang học. Ví dụ, hơi nước có thể oxy hóa các thấu kính, và hydrocarbon có thể tạo ra 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 các thử nghiệm chuyên nghiệp, trong môi trường chân không mô phỏng 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 tạo ảnh trong buồng chính, yêu cầu H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa), tốc độ thoát khí của nền 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 và độ sạch cao trong thời gian dài, đảm bảo độ truyền dẫn ánh sáng EUV cao trong quá trình truyền dẫn và môi trường sử dụng siêu sạch cho các 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 độ ổn định nhiệt cao.
Trong quá trình quang khắc, độ chính xác ở mức nanomet đòi hỏi máy quang khắc không được có bất kỳ rung động hay biến dạng nhiệt nào. Rung động môi trường do hoạt động của các thiết bị khác và sự di chuyển của nhân viên trong xưởng, cũng như nhiệt lượng do chính máy quang khắc sinh ra trong quá trình hoạt động, đều có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình quang khắc. Đá granit có mật độ cao và kết cấu cứng, đồng thời có khả năng chống rung tuyệt vời. Cấu trúc tinh thể khoáng bên trong của nó rất đặc, có thể làm giảm hiệu quả năng lượng rung động và nhanh chóng ngăn chặn sự lan truyền rung động. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy rằng 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 sự ổn định của thiết bị nhanh hơn, đảm bảo vị trí tương đối chính xác giữa thấu kính quang khắc và tấm wafer, và tránh hiện tượng nhòe hoặc lệch mẫu do rung động gây ra.
Trong khi đó, hệ số giãn nở nhiệt của đá granit cực kỳ thấp, xấp xỉ (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 sinh nhiệt 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 sẽ không bị biến dạng đáng kể do giãn nở và co lại nhiệt. Nó cung cấp sự hỗ trợ ổn định và đáng tin cậy cho hệ thống quang học và nền tảng chuyển động chính xác, duy trì tính nhất quán về độ chính xác của quá trình quang khắc.
Thời gian đăng bài: 20 tháng 5 năm 2025