半導体製造分野において、チップ製造プロセスの精度を左右する中核設備であるフォトリソグラフィー装置の内部環境の安定性は極めて重要です。極端紫外線光源の励起からナノスケール精密モーションプラットフォームの動作に至るまで、あらゆるリンクにおいてわずかな偏差も許されません。花崗岩製ベースは、一連の独自の特性を備え、フォトリソグラフィー装置の安定した動作を確保し、フォトリソグラフィーの精度向上において比類のない利点を発揮します。
優れた電磁シールド性能
フォトリソグラフィー装置の内部は、複雑な電磁環境に満ちています。極端紫外線光源、駆動モーター、高周波電源などの部品から発生する電磁干渉（EMI）は、適切に制御されない場合、装置内の精密電子部品や光学システムの性能に深刻な影響を与えます。例えば、干渉によってフォトリソグラフィーパターンにわずかなずれが生じることがあります。高度な製造プロセスでは、これがチップ上のトランジスタ接続の誤りにつながり、チップの歩留まりを大幅に低下させる可能性があります。
花崗岩は非金属材料であり、それ自体では電気を伝導しません。金属材料のように内部の自由電子の移動によって引き起こされる電磁誘導現象もありません。この特性により、花崗岩は天然の電磁シールド体となり、内部の電磁干渉の伝送経路を効果的に遮断します。外部の電磁干渉源から発生する交流磁場が花崗岩のベースに伝播した場合、花崗岩は非磁性であり磁化されないため、交流磁場は浸透しにくく、ベースに設置されたフォトリソグラフィー装置のコアコンポーネント、例えば精密センサーや光学レンズ調整装置などを電磁干渉の影響から保護し、フォトリソグラフィー工程におけるパターン転写の精度を確保します。
優れた真空適合性
極端紫外線（EUV）は空気を含むあらゆる物質に吸収されやすいため、EUVリソグラフィー装置は真空環境で動作させる必要があります。この点において、装置コンポーネントの真空環境への適合性は特に重要になります。真空中では、材料が溶解、脱着し、ガスを放出する可能性があります。放出されたガスはEUV光を吸収し、光の強度と透過効率を低下させるだけでなく、光学レンズを汚染する可能性もあります。例えば、水蒸気はレンズを酸化させ、炭化水素はレンズに炭素層を堆積させ、リソグラフィーの品質に深刻な影響を与えます。
花崗岩は化学的性質が安定しており、真空環境下でもガスをほとんど放出しません。専門家による試験によると、模擬フォトリソグラフィー機の真空環境（例えば、メインチャンバー内の照明光学系や結像光学系が配置されている超清浄真空環境、H₂O < 10⁻⁵ Pa、CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa）において、花崗岩ベースのガス放出率は極めて低く、金属などの他の材料よりもはるかに低いことが実証されています。これにより、フォトリソグラフィー機内部は長期間にわたり高真空度と清浄度を維持でき、透過時のEUV光の高い透過率と光学レンズの超清浄な使用環境を確保し、光学系の耐用年数を延ばし、フォトリソグラフィー機全体の性能を向上させます。
優れた耐振動性と熱安定性
フォトリソグラフィー工程では、ナノメートルレベルの精度が求められ、フォトリソグラフィー装置にわずかな振動や熱変形も生じてはなりません。工場内の他の装置の稼働や人員の移動によって発生する環境振動、そしてフォトリソグラフィー装置自体の稼働中に発生する熱は、いずれもフォトリソグラフィーの精度に影響を与える可能性があります。花崗岩は高密度で硬質な組織を持ち、優れた耐振性を備えています。内部の鉱物結晶構造が緻密であるため、振動エネルギーを効果的に減衰させ、振動の伝播を迅速に抑制することができます。実験データによると、同一の振動源下では、花崗岩ベースは0.5秒以内に振動振幅を90%以上低減できます。金属ベースと比較して、装置をより迅速に安定状態に回復させ、フォトリソグラフィーレンズとウェハ間の正確な相対位置を確保し、振動によるパターンのぼやけや位置ずれを回避できます。
一方、花崗岩の熱膨張係数は極めて低く、約(4-8)×10⁻⁶/℃と、金属材料よりもはるかに低い値です。フォトリソグラフィー装置の稼働中、光源の発熱や機械部品の摩擦などにより装置内部の温度が変動しても、花崗岩のベースは寸法安定性を維持し、熱膨張・収縮による大きな変形を防ぎます。光学系と精密モーションプラットフォームを安定して確実に支え、フォトリソグラフィー精度の一貫性を維持します。
投稿日時: 2025年5月20日