V oblasti výroby polovodičů, jakožto klíčového zařízení, které určuje přesnost procesu výroby čipů, je stabilita vnitřního prostředí fotolitografického stroje zásadní. Od buzení zdroje extrémního ultrafialového světla až po provoz nanoměřítkové přesné pohyblivé platformy nesmí docházet k sebemenší odchylce v žádném článku. Žulové základny s řadou jedinečných vlastností vykazují bezkonkurenční výhody v zajištění stabilního provozu fotolitografických strojů a zvyšování přesnosti fotolitografie.
Vynikající elektromagnetické stínění
Vnitřek fotolitografického stroje je naplněn složitým elektromagnetickým prostředím. Elektromagnetické rušení (EMI) generované součástkami, jako jsou zdroje extrémního ultrafialového záření, hnací motory a vysokofrekvenční napájecí zdroje, pokud není účinně kontrolováno, vážně ovlivní výkon přesných elektronických součástek a optických systémů v zařízení. Rušení může například způsobit mírné odchylky ve fotolitografických vzorech. V pokročilých výrobních procesech to stačí k nesprávnému zapojení tranzistorů na čipu, což výrazně snižuje výtěžnost čipu.
Žula je nekovový materiál a sama o sobě nevede elektřinu. Nedochází k elektromagnetické indukci způsobené pohybem volných elektronů uvnitř, jako je tomu u kovových materiálů. Tato vlastnost z ní činí přirozené elektromagnetické stínění, které může účinně blokovat přenosovou cestu vnitřního elektromagnetického rušení. Když se střídavé magnetické pole generované vnějším zdrojem elektromagnetického rušení šíří k žulové základně, jelikož žula je nemagnetická a nelze ji zmagnetizovat, je obtížné proniknout střídavým magnetickým polem. Tím jsou chráněny základní komponenty fotolitografického stroje instalovaného na základně, jako jsou přesné senzory a zařízení pro nastavení optických čoček, před vlivem elektromagnetického rušení a je zajištěna přesnost přenosu vzoru během procesu fotolitografie.
Vynikající kompatibilita s vakuem
Protože extrémní ultrafialové záření (EUV) je snadno absorbováno všemi látkami včetně vzduchu, musí litografické stroje EUV pracovat ve vakuovém prostředí. V tomto okamžiku je kompatibilita součástí zařízení s vakuovým prostředím obzvláště důležitá. Ve vakuu se materiály mohou rozpouštět, desorbovat a uvolňovat plyn. Uvolněný plyn nejen absorbuje EUV světlo, čímž snižuje intenzitu a účinnost přenosu světla, ale může také kontaminovat optické čočky. Například vodní pára může čočky oxidovat a uhlovodíky mohou na čočkách usazovat uhlíkové vrstvy, což vážně ovlivňuje kvalitu litografie.
Žula má stabilní chemické vlastnosti a ve vakuovém prostředí téměř neuvolňuje plyn. Podle profesionálních testů je v simulovaném vakuovém prostředí fotolitografického stroje (jako je ultračisté vakuové prostředí, ve kterém se nachází osvětlovací optický systém a zobrazovací optický systém v hlavní komoře, vyžadující H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa) rychlost odplyňování žulové základny extrémně nízká, mnohem nižší než u jiných materiálů, jako jsou kovy. To umožňuje vnitřku fotolitografického stroje udržovat vysoký stupeň vakua a čistotu po dlouhou dobu, což zajišťuje vysokou propustnost EUV světla během přenosu a ultračisté prostředí pro používání optických čoček, prodlužuje životnost optického systému a zlepšuje celkový výkon fotolitografického stroje.
Silná odolnost proti vibracím a tepelná stabilita
Během procesu fotolitografie vyžaduje přesnost na nanometrové úrovni, aby fotolitografický stroj neměl sebemenší vibrace ani tepelnou deformaci. Vibrace prostředí generované provozem jiného zařízení a pohybem personálu v dílně, stejně jako teplo produkované samotným fotolitografickým strojem během provozu, mohou ovlivnit přesnost fotolitografie. Žula má vysokou hustotu a tvrdou texturu a má vynikající odolnost proti vibracím. Její vnitřní minerální krystalická struktura je kompaktní, což dokáže účinně tlumit energii vibrací a rychle potlačit jejich šíření. Experimentální data ukazují, že při stejném zdroji vibrací může žulová základna snížit amplitudu vibrací o více než 90 % během 0,5 sekundy. Ve srovnání s kovovou základnou dokáže rychleji obnovit stabilitu zařízení, čímž zajišťuje přesnou relativní polohu mezi fotolitografickou čočkou a destičkou a zabraňuje rozmazání vzoru nebo nesouososti způsobené vibracemi.
Současně je koeficient tepelné roztažnosti žuly extrémně nízký, přibližně (4-8) × 10⁻⁶/℃, což je mnohem méně než u kovových materiálů. Během provozu fotolitografického stroje, i když vnitřní teplota kolísá v důsledku faktorů, jako je generování tepla ze světelného zdroje a tření mechanických součástí, si žulová základna udrží rozměrovou stabilitu a nepodléhá významným deformacím v důsledku tepelné roztažnosti a smršťování. Poskytuje stabilní a spolehlivou oporu pro optický systém a platformu s přesným pohybem a zachovává konzistentní přesnost fotolitografie.
Čas zveřejnění: 20. května 2025