花崗岩底座:為什麼它是光刻機的「黃金搭檔」?

在半導體製造中,光刻機是決定晶片精度的關鍵設備,而花崗岩底座憑藉其多種特性,已成為光刻機不可或缺的組成部分。

熱穩定性:抵禦溫度變化的“屏障”
光刻機工作時會產生大量熱量。即使溫度波動僅0.1℃,也可能導致設備零件變形,影響光刻精度。花崗岩的熱膨脹係數極低,僅4-8×10⁻⁶/℃,約為鋼的1/3和鋁合金的1/5。這使得花崗岩底座在光刻機長時間運作或環境溫度變化時仍能保持尺寸穩定性,從而確保光學元件和機械結構的精確定位。

精密花崗岩27

超強抗震性能:吸收震動的“海綿”
在半導體工廠中,周圍設備的運作和人員的走動都會產生振動。花崗岩密度高、質地堅硬,具有優異的阻尼性能,其阻尼比是金屬的2到5倍。當外部振動傳遞到花崗岩基座時,內部礦物晶體之間的摩擦會將振動能轉化為熱能並耗散掉,從而在短時間內顯著降低振動,使光刻機能夠快速恢復穩定,避免因振動導致光刻圖案模糊或錯位。

化學穩定性:清潔環境的“守護者”
光刻機的內部會接觸到各種化學介質,普通金屬材料容易發生腐蝕或產生顆粒。花崗岩由石英、長石等礦物組成,化學性質穩定,耐腐蝕性強。即使浸泡在酸鹼溶液中,其表面腐蝕也極小。同時,其緻密的結構幾乎不產生碎屑或粉塵,滿足最高潔淨室標準的要求,並降低了晶圓污染的風險。

加工適應性:打造精準基準的“理想材料”
光刻機的核心部件需要安裝在高精度基準面上。花崗岩內部結構均勻,易於透過研磨、拋光等製程加工至極高的精度。其平整度可達≤0.5μm/m,表面粗糙度Ra≤0.05μm,為光學透鏡等零件提供了精確的安裝基礎。

使用壽命長且無需維護:降低成本的「利器」。
與長期使用容易疲勞和開裂的金屬材料相比,花崗岩在正常負荷下幾乎不會發生塑性變形或斷裂,且無需表面處理,避免了塗層剝落和污染的風險。在實際應用中,即使使用多年,花崗岩基座的關鍵性能指標仍能保持穩定,從而降低設備的運作維護成本。

從熱穩定性、抗振性到化學惰性,花崗岩基座的多種特性完美滿足光刻機的要求。隨著晶片製造流程不斷向更高精度方向發展,花崗岩基座將在半導體製造領域繼續發揮不可替代的作用。

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發佈時間:2025年5月20日