반도체 제조 분야에서 칩 제조 공정의 정밀도를 결정하는 핵심 장비인 포토리소그래피 장비 내부 환경의 안정성은 매우 중요합니다. 극자외선 광원의 여기부터 나노스케일 정밀 모션 플랫폼의 작동까지 모든 연결 고리에는 미세한 오차도 있을 수 없습니다. 여러 가지 고유한 특성을 지닌 화강암 기반은 포토리소그래피 장비의 안정적인 작동을 보장하고 포토리소그래피 정확도를 향상시키는 데 탁월한 이점을 제공합니다.
뛰어난 전자파 차폐 성능
포토리소그래피 장비 내부는 복잡한 전자기 환경으로 가득 차 있습니다. 극자외선 광원, 구동 모터, 고주파 전원 공급 장치와 같은 부품에서 발생하는 전자기 간섭(EMI)은 효과적으로 제어되지 않으면 장비 내 정밀 전자 부품과 광학 시스템의 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 간섭은 포토리소그래피 패턴에 미세한 편차를 유발할 수 있습니다. 첨단 제조 공정에서는 이러한 간섭이 칩의 트랜지스터 연결 불량으로 이어져 칩 수율을 크게 저하시킬 수 있습니다.
화강암은 비금속성 물질로 자체적으로 전기를 전도하지 않습니다. 금속성 물질처럼 내부 자유 전자의 이동으로 인한 전자기 유도 현상이 발생하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 화강암은 자연적인 전자기 차폐체 역할을 하여 내부 전자기 간섭의 전달 경로를 효과적으로 차단할 수 있습니다. 외부 전자기 간섭원에서 생성된 교류 자기장이 화강암 베이스로 전파될 때, 화강암은 비자성체로 자화될 수 없으므로 교류 자기장이 침투하기 어렵습니다. 이를 통해 베이스에 설치된 포토리소그래피 장비의 핵심 부품인 정밀 센서 및 광학 렌즈 조정 장치를 전자기 간섭의 영향으로부터 보호하고 포토리소그래피 공정 중 패턴 전사의 정확성을 보장합니다.
우수한 진공 호환성
극자외선(EUV)은 공기를 포함한 모든 물질에 쉽게 흡수되기 때문에 EUV 리소그래피 장비는 진공 환경에서 작동해야 합니다. 이 시점에서 장비 구성 요소와 진공 환경의 호환성은 특히 중요합니다. 진공 상태에서는 재료가 용해, 탈착 및 가스 방출이 발생할 수 있습니다. 방출된 가스는 EUV 빛을 흡수하여 빛의 강도와 투과율을 저하시킬 뿐만 아니라 광학 렌즈를 오염시킬 수도 있습니다. 예를 들어, 수증기는 렌즈를 산화시키고, 탄화수소는 렌즈에 탄소층을 증착시켜 리소그래피 품질에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.
화강암은 화학적 특성이 안정적이며 진공 환경에서 가스를 거의 방출하지 않습니다. 전문 시험에 따르면, 모의 포토리소그래피 장비 진공 환경(예: 메인 챔버 내 조명 광학계와 이미징 광학계가 위치한 초청정 진공 환경, H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa)에서 화강암 기저부의 가스 방출률은 금속 등 다른 재료에 비해 매우 낮습니다. 이를 통해 포토리소그래피 장비 내부는 장시간 고진공 및 청정도를 유지하여 EUV 광의 투과율을 높이고 광학 렌즈의 초청정 사용 환경을 확보하며, 광학계의 수명을 연장하고 장비의 전반적인 성능을 향상시킵니다.
강력한 진동 저항성과 열 안정성
포토리소그래피 공정에서 나노미터 수준의 정밀도를 확보하기 위해서는 포토리소그래피 장비에 미세한 진동이나 열 변형이 없어야 합니다. 작업장 내 다른 장비의 작동 및 인력 이동으로 발생하는 환경 진동, 그리고 작동 중 포토리소그래피 장비 자체에서 발생하는 열은 모두 포토리소그래피 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 화강암은 밀도가 높고 단단한 질감을 가지고 있으며, 진동 저항성이 뛰어납니다. 화강암의 내부 광물 결정 구조는 치밀하여 진동 에너지를 효과적으로 감쇠시키고 진동 전파를 빠르게 억제할 수 있습니다. 실험 데이터에 따르면 동일한 진동원에서 화강암 기반은 0.5초 이내에 진동 진폭을 90% 이상 줄일 수 있습니다. 금속 기반과 비교했을 때, 화강암 기반은 장비를 더 빠르게 안정화시켜 포토리소그래피 렌즈와 웨이퍼 사이의 정확한 상대 위치를 보장하고 진동으로 인한 패턴 흐림이나 정렬 불량을 방지합니다.
한편, 화강암의 열팽창 계수는 매우 낮아 약 (4-8)×10⁻⁶/℃로 금속 재료보다 훨씬 낮습니다. 포토리소그래피 장비 작동 중 광원의 발열이나 기계 부품의 마찰 등의 요인으로 인해 내부 온도가 변동하더라도 화강암 기판은 치수 안정성을 유지하며 열팽창 및 수축으로 인한 큰 변형을 일으키지 않습니다. 또한, 광학 시스템과 정밀 모션 플랫폼을 안정적이고 신뢰할 수 있게 지지하여 포토리소그래피 정밀도의 일관성을 유지합니다.
게시 시간: 2025년 5월 20일