Էլեկտրամագնիսական խանգարումներից մինչև վակուումային համատեղելիություն. գրանիտե հիմքերի անփոխարինելիությունը լիտոգրաֆիկ մեքենաներում։

​
Կիսահաղորդիչների արտադրության ոլորտում, որպես չիպերի արտադրության գործընթացի ճշգրտությունը որոշող հիմնական սարքավորում, ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի ներքին միջավայրի կայունությունը կենսական նշանակություն ունի: Ուլտրամանուշակագույն լույսի ծայրահեղ աղբյուրի գրգռումից մինչև նանոմասշտաբի ճշգրիտ շարժման հարթակի աշխատանքը, յուրաքանչյուր օղակում չի կարող լինել աննշան շեղում: Գրանիտե հիմքերը, մի շարք եզակի հատկություններով, ցուցաբերում են աննախադեպ առավելություններ ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենաների կայուն աշխատանքն ապահովելու և ֆոտոլիտոգրաֆիայի ճշգրտությունը բարձրացնելու գործում:
Գերազանց էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ աշխատանք
Լուսավիտոգրաֆիկ սարքի ներքին մասը լցված է բարդ էլեկտրամագնիսական միջավայրով: Էլեկտրամագնիսական միջամտությունը (ԷՄԽ), որը առաջանում է այնպիսի բաղադրիչներից, ինչպիսիք են ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսի աղբյուրները, շարժիչները և բարձր հաճախականության սնուցման աղբյուրները, եթե արդյունավետորեն չվերահսկվի, լրջորեն կազդի սարքավորումների ներսում գտնվող ճշգրիտ էլեկտրոնային բաղադրիչների և օպտիկական համակարգերի աշխատանքի վրա: Օրինակ, միջամտությունը կարող է առաջացնել փոքր շեղումներ լուսանկարավիտոգրաֆիկ պատկերներում: Առաջադեմ արտադրական գործընթացներում սա բավարար է չիպի վրա տրանզիստորային սխալ միացումների հանգեցնելու համար, ինչը զգալիորեն կնվազեցնի չիպի արտադրողականությունը:
Գրանիտը ոչ մետաղական նյութ է և ինքնուրույն էլեկտրականություն չի հաղորդում: Ազատ էլեկտրոնների շարժման հետևանքով ներսում էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի երևույթ չկա, ինչպես մետաղական նյութերում: Այս բնութագիրը այն դարձնում է բնական էլեկտրամագնիսական պաշտպանիչ մարմին, որը կարող է արդյունավետորեն արգելափակել ներքին էլեկտրամագնիսական միջամտության փոխանցման ուղին: Երբ արտաքին էլեկտրամագնիսական միջամտության աղբյուրի կողմից առաջացած փոփոխական մագնիսական դաշտը տարածվում է գրանիտի հիմքի վրա, քանի որ գրանիտը ոչ մագնիսական է և չի կարող մագնիսացվել, փոփոխական մագնիսական դաշտը դժվար է թափանցել, այդպիսով պաշտպանելով հիմքի վրա տեղադրված լուսանկարչական լիտոգրաֆիկ մեքենայի հիմնական բաղադրիչները, ինչպիսիք են ճշգրիտ սենսորները և օպտիկական ոսպնյակների կարգավորման սարքերը, էլեկտրամագնիսական միջամտության ազդեցությունից և ապահովելով լուսանկարչական լիտոգրաֆիայի գործընթացի ընթացքում պատկերի փոխանցման ճշգրտությունը:

Գերազանց վակուումային համատեղելիություն
Քանի որ ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսը (ՈՒԼԼ) հեշտությամբ կլանվում է բոլոր նյութերի, այդ թվում՝ օդի կողմից, ՈւԼԼ լիտոգրաֆիայի մեքենաները պետք է աշխատեն վակուումային միջավայրում: Այս պահին սարքավորումների բաղադրիչների համատեղելիությունը վակուումային միջավայրի հետ դառնում է հատկապես կարևոր: Վակուումում նյութերը կարող են լուծարվել, դեսորբվել և արտանետել գազ: Արտանետված գազը ոչ միայն կլանում է ՈւԼԼ լույսը՝ նվազեցնելով լույսի ինտենսիվությունը և թափանցելիության արդյունավետությունը, այլև կարող է աղտոտել օպտիկական ոսպնյակները: Օրինակ, ջրային գոլորշին կարող է օքսիդացնել ոսպնյակները, իսկ ածխաջրածինները կարող են ածխածնային շերտեր կուտակել ոսպնյակների վրա՝ լրջորեն ազդելով լիտոգրաֆիայի որակի վրա:
Գրանիտն ունի կայուն քիմիական հատկություններ և վակուումային միջավայրում գրեթե չի արտանետում գազ։ Մասնագիտական ​​փորձարկումների համաձայն՝ ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի մոդելավորված վակուումային միջավայրում (օրինակ՝ գերմաքուր վակուումային միջավայրում, որտեղ գտնվում են լուսավորման օպտիկական համակարգը և պատկերման օպտիկական համակարգը գլխավոր խցիկում, որը պահանջում է H₂O < 10⁻⁵ Պա, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Պա), գրանիտային հիմքի գազազատման արագությունը չափազանց ցածր է, շատ ավելի ցածր, քան այլ նյութերի, ինչպիսիք են մետաղները։ Սա թույլ է տալիս ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի ներքին հարդարանքին երկար ժամանակ պահպանել բարձր վակուումային աստիճան և մաքրություն՝ ապահովելով EUV լույսի բարձր թափանցելիություն թափանցման ընթացքում և օպտիկական ոսպնյակների գերմաքուր օգտագործման միջավայր, երկարացնելով օպտիկական համակարգի ծառայության ժամկետը և բարելավելով ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի ընդհանուր աշխատանքը։
Ուժեղ թրթռման դիմադրություն և ջերմային կայունություն
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացի ընթացքում նանոմետրային ճշգրտությունը պահանջում է, որ ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեքենան չունենա նույնիսկ չնչին տատանում կամ ջերմային դեֆորմացիա։ Այլ սարքավորումների աշխատանքի և արհեստանոցում անձնակազմի տեղաշարժի հետևանքով առաջացող շրջակա միջավայրի տատանումները, ինչպես նաև լուսանկարոլիտոգրաֆիայի մեքենայի կողմից աշխատանքի ընթացքում արտադրվող ջերմությունը կարող են խանգարել լուսանկարոլիտոգրաֆիայի ճշգրտությանը։ Գրանիտն ունի բարձր խտություն և կոշտ կառուցվածք, ինչպես նաև գերազանց դիմադրողականություն տատանումներին։ Դրա ներքին հանքային բյուրեղային կառուցվածքը կոմպակտ է, ինչը կարող է արդյունավետորեն մեղմացնել տատանումների էներգիան և արագորեն ճնշել տատանումների տարածումը։ Փորձարարական տվյալները ցույց են տալիս, որ նույն տատանումների աղբյուրի տակ գրանիտային հիմքը կարող է 0.5 վայրկյանի ընթացքում նվազեցնել տատանումների ամպլիտուդը ավելի քան 90%-ով։ Մետաղական հիմքի համեմատ այն կարող է ավելի արագ վերականգնել սարքավորումների կայունությունը՝ ապահովելով լուսանկարոլիտոգրաֆիայի ոսպնյակի և թիթեղի միջև ճշգրիտ հարաբերական դիրքը և խուսափելով տատանումների պատճառով նախշերի մշուշոտումից կամ անհամապատասխանությունից։
Միևնույն ժամանակ, գրանիտի ջերմային ընդարձակման գործակիցը չափազանց ցածր է՝ մոտավորապես (4-8) ×10⁻⁶/℃, որը շատ ավելի ցածր է, քան մետաղական նյութերինը։ Լուսավիտոգրաֆիկ մեքենայի աշխատանքի ընթացքում, նույնիսկ եթե ներքին ջերմաստիճանը տատանվում է լույսի աղբյուրից ջերմության առաջացման և մեխանիկական բաղադրիչներից շփման նման գործոնների պատճառով, գրանիտի հիմքը կարող է պահպանել չափային կայունությունը և չի ենթարկվի էական դեֆորմացիայի ջերմային ընդարձակման և կծկման պատճառով։ Այն ապահովում է կայուն և հուսալի հենարան օպտիկական համակարգի և ճշգրիտ շարժման հարթակի համար՝ պահպանելով լուսանկարավիտոգրաֆիայի ճշգրտության կայունությունը։