De "spiervezels" van lithografiemachines: zeldzame aardmagneten ondersteunen precisie op nanometerniveau

De "kroonjuweel" van de halfgeleiderapparatuur, de lithografie-machine, wordt vaak geprezen als de "parel op de kroon van de menselijke industrie".Weinig mensen weten dat de status van "parel" volledig wordt ondersteund door zeldzame aardmagnetenDe EUV-lithografische machines vereisen dat de waferfase zich met een snelheid van enkele meters per seconde verplaatst, met behoud van een positioneringsnauwkeurigheid van minder dan een nanometer.Deze "hoge snelheid, maar steenvaste" beweging wordt mogelijk gemaakt door de "gewelddadige uitstoot" van zeldzame aardpermanente magneten.

Deze legering bestaat uit neodymium (Nd), ijzer en boor en heeft een magnetisch energieproduct dat meer dan tien keer hoger is dan dat van traditionele magneten.Het verdient de titel van "Koning van Permanente Magneten"Het neodymium alleen is echter niet voldoende: wanneer de lithografiemachine in gebruik is, kan de motortemperatuur hoger zijn dan 100 °C.°Bij deze temperatuur "demagnetiseren en stoppen ze met werken". Op dit punt komen twee zeldzame aardelementen, dysprosium (Dy) en terbium (Tb), in het spel.Ze werken als "hoge temperatuur stabilisatoren"De Curie-temperatuur (het demagnetisatiecritische punt) van de magneet wordt verhoogd van 312 °C tot 312 °C.°C tot meer dan 400°C. Uit gegevens blijkt dat voor een enkele EUV-lithografische machine tientallen kilogram magnetisch staal uit NdFeB nodig is, waarvan ongeveer 30% neodymium en elk 1% tot 3% dysprosium en terbium is.Deze "sporenelementen" bepalen rechtstreeks of de lithografie-machine wafers met een snelheid van 125 per uur kan scannen en de positiefout minder dan 0 houdt.3 nanometer (equivalent aan een fout van 1 centimeter in de diameter van de aarde).

China is momenteel verantwoordelijk voor meer dan 90% van de wereldwijde productiecapaciteit van de meest geavanceerde zeldzame aard permanente magneten,en China bezit 73% en 40% van de wereldwijde reserves van dysprosium en terbium.Zonder zeldzame aardmagneten zou de waferstap van de lithografie-machine een "Parkinson patiënt" worden." en het zou onmogelijk zijn om zelfs 28-nanometer processen stabiel in massa te producerenLaat staan die van 3 nanometer.