בסיס גרניט: מדוע הוא "שותף הזהב" של מכונות פוטוליתוגרפיה?

בייצור מוליכים למחצה, מכונת הפוטוליתוגרפיה היא מכשיר מפתח הקובע את דיוק השבבים, ובסיס הגרניט, על מאפייניו המרובים, הפך למרכיב הכרחי במכונת הפוטוליתוגרפיה.

יציבות תרמית: ה"מגן" מפני שינויי טמפרטורה
כאשר מכונת פוטוליתוגרפיה פועלת, היא מייצרת כמות גדולה של חום. אפילו תנודות טמפרטורה של 0.1 מעלות צלזיוס בלבד עלולות לגרום לעיוות של רכיבי הציוד ולהשפיע על דיוק הפוטוליתוגרפיה. מקדם ההתפשטות התרמית של גרניט נמוך ביותר, רק 4-8 × 10⁻⁶/℃, שהוא בערך 1/3 מזה של פלדה ו-1/5 ​​מזה של סגסוגת אלומיניום. זה מאפשר לבסיס הגרניט לשמור על יציבות ממדית כאשר מכונת הפוטוליתוגרפיה פועלת במשך זמן רב או כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה, מה שמבטיח את המיקום המדויק של רכיבים אופטיים ומבנים מכניים.

ביצועים סופר אנטי-ויברציוניים: ה"ספוג" שסופג ויברציות
במפעל לייצור מוליכים למחצה, פעולת הציוד שמסביב ותנועת אנשים עלולות לייצר ויברציות. לגרניט צפיפות גבוהה ומרקם קשה, ויש לו תכונות ריסון מצוינות, עם יחס ריסון פי 2 עד 5 מזה של מתכות. כאשר ויברציות חיצוניות מועברות לבסיס הגרניט, החיכוך בין גבישי המינרלים הפנימיים ממיר את אנרגיית הוויברציה לאנרגיית חום לפיזור, מה שיכול להפחית משמעותית את הוויברציה בזמן קצר, מה שמאפשר למכונת הפוטוליתוגרפיה לשקם במהירות את היציבות ולמנוע טשטוש או חוסר יישור של תבנית הפוטוליתוגרפיה עקב ויברציות.

יציבות כימית: "השומר" של סביבה נקייה
פנים מכונת הפוטוליתוגרפיה בא במגע עם חומרים כימיים שונים, וחומרי מתכת רגילים נוטים לקורוזיה או לשחרור חלקיקים. גרניט מורכב ממינרלים כמו קוורץ ופצלת פלדס. יש לו תכונות כימיות יציבות ועמידות חזקה בפני קורוזיה. לאחר השרייה בתמיסות חומצה ובסיס, קורוזיית פני השטח קטנה ביותר. בינתיים, המבנה הצפוף שלו כמעט ואינו מייצר פסולת או אבק, ועומד בדרישות הסטנדרטים הגבוהים ביותר של חדרי נקיון ומפחית את הסיכון לזיהום פרוסות סיליקון.

יכולת הסתגלות עיבוד: "החומר האידיאלי" ליצירת מדדי ביצועים מדויקים
יש להתקין את רכיבי הליבה של מכונת הפוטוליתוגרפיה על משטח ייחוס מדויק. המבנה הפנימי של הגרניט אחיד וקל לעיבודו בדיוק גבוה במיוחד באמצעות שיוף, ליטוש וטכניקות אחרות. שטוחותו יכולה להגיע ל-≤0.5 מיקרומטר/מטר, וחספוס פני השטח Ra הוא ≤0.05 מיקרומטר, מה שמספק בסיס התקנה מדויק עבור רכיבים כגון עדשות אופטיות.

אורך חיים ארוך וללא תחזוקה: "הכלים החדים" להפחתת עלויות
בהשוואה לחומרי מתכת הנוטים לעייפות ולסדקים בשימוש ארוך טווח, גרניט כמעט ולא עובר עיוות פלסטי או שבר תחת עומסים רגילים, והוא אינו דורש טיפול פני השטח, ובכך נמנע הסיכון לקילוף וזיהום הציפוי. ביישומים מעשיים, לאחר שימוש במשך שנים רבות, מדדי הביצועים המרכזיים של בסיס הגרניט עדיין יכולים להישאר יציבים, מה שמפחית את עלויות התפעול והתחזוקה של הציוד.

החל מיציבות תרמית, עמידות בפני רעידות ועד לאדישות כימית, המאפיינים המרובים של בסיס הגרניט עונים בצורה מושלמת על הדרישות של מכונת הפוטוליתוגרפיה. ככל שתהליך ייצור השבבים ממשיך להתפתח לעבר דיוק גבוה יותר, בסיסי גרניט ימשיכו למלא תפקיד שאין לו תחליף בתחום ייצור המוליכים למחצה.