As "Fibras Musculares" das Máquinas de Litografia: Ímãs de Terras Raras Sustentam Precisão em Nível Nanométrico

A "joia da coroa" dos equipamentos de semicondutores, a máquina de litografia, é frequentemente saudada como a "pélula da coroa da indústria humana".Poucas pessoas sabem que o seu status de "pélula" é totalmente apoiado por ímãs de terras raras.As máquinas de litografia EUV exigem que o estágio da wafer se mova a vários metros por segundo, mantendo a precisão de posicionamento subnanométrica.Este movimento "de alta velocidade, mas sólido como uma rocha" é possível pela "potência violenta" dos ímãs permanentes de terras raras.

Os ímãs de neodímio ferro boro (NdFeB) são os principais atores. Esta liga composta de neodímio (Nd), ferro e boro tem um produto de energia magnética mais de dez vezes maior que os ímãs tradicionais,ganhando-lhe o título de "Rei dos Ímãs Permanentes"No entanto, o neodímio por si só não é suficiente: quando a máquina de litografia está em funcionamento, a temperatura do motor pode exceder 100 °C.°Neste ponto, dois elementos de terras raras, disprósio (Dy) e térbio (Tb), entram em jogo.Agem como "estabilizadores de alta temperatura"," elevando a temperatura de Curie (o ponto crítico de desmagnetizar) do ímã de 312°C a mais de 400°C. Os dados mostram que uma única máquina de litografia EUV requer dezenas de quilogramas de aço magnético NdFeB, sendo que o neodímio representa cerca de 30% e o disprósio e o térbio 1% a 3%.Estes "elementos de rastreamento" determinam diretamente se a máquina de litografia pode escanear as wafers a uma velocidade de 125 por hora, mantendo o erro de posicionamento inferior a 0.3 nanómetros (equivalente a um erro de 1 centímetro no diâmetro da Terra).

O mais importante é que esta dependência é quase insubstituível, atualmente a China responde por mais de 90% da capacidade global de produção dos ímãs permanentes de terras raras mais avançados,e a China detém 73% e 40% das reservas mundiais de disprósio e térbioSem os ímãs de terras raras, o estágio de wafer da máquina de litografia tornar-se-ia um "paciente de Parkinson," e seria impossível produzir em massa, mesmo em processos de 28 nanómetros, muito menos os de 3 nanómetros.