จากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าไปจนถึงความเข้ากันได้ของสุญญากาศ: ความไม่สามารถทดแทนฐานหินแกรนิตในเครื่องพิมพ์หิน

ในด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ในฐานะอุปกรณ์หลักที่กำหนดความแม่นยำของกระบวนการผลิตชิป เสถียรภาพของสภาพแวดล้อมภายในของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ตั้งแต่การกระตุ้นแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตระดับสูง ไปจนถึงการทำงานของแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำระดับนาโน ทุกขั้นตอนของกระบวนการจะมีความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุด ฐานหินแกรนิตที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวหลายประการ แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้ในการทำให้เครื่องโฟโตลิโทกราฟีทำงานได้อย่างเสถียรและเพิ่มความแม่นยำของโฟโตลิโทกราฟี
ประสิทธิภาพการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าที่โดดเด่น
ภายในเครื่องโฟโตลิโทกราฟีเต็มไปด้วยสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่เกิดจากส่วนประกอบต่างๆ เช่น แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตระดับสูง มอเตอร์ขับเคลื่อน และแหล่งจ่ายไฟความถี่สูง หากไม่ได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ จะส่งผลร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ความแม่นยำสูงและระบบออปติคัลภายในอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น สัญญาณรบกวนอาจทำให้รูปแบบการพิมพ์โฟโตลิโทกราฟีมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อย ในกระบวนการผลิตขั้นสูง สัญญาณรบกวนนี้เพียงพอที่จะทำให้การเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์บนชิปไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ผลผลิตของชิปลดลงอย่างมาก
หินแกรนิตเป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะและไม่นำไฟฟ้าด้วยตัวเอง ไม่มีปรากฏการณ์เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระภายในเช่นเดียวกับวัสดุโลหะ คุณสมบัตินี้ทำให้หินแกรนิตเป็นเกราะป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถปิดกั้นเส้นทางการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภายในได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกแพร่กระจายไปยังฐานหินแกรนิต เนื่องจากหินแกรนิตไม่มีคุณสมบัติแม่เหล็กและไม่สามารถถูกทำให้เป็นแม่เหล็กได้ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับจึงแทรกซึมได้ยาก จึงช่วยปกป้องส่วนประกอบหลักของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีที่ติดตั้งบนฐาน เช่น เซ็นเซอร์ความแม่นยำสูงและอุปกรณ์ปรับเลนส์ออปติคัล จากอิทธิพลของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า และรับประกันความแม่นยำของการถ่ายโอนรูปแบบระหว่างกระบวนการโฟโตลิโทกราฟี

ความเข้ากันได้ของสูญญากาศที่ยอดเยี่ยม
เนื่องจากแสงอัลตราไวโอเลต (EUV) ระดับสูงสามารถดูดซับได้ง่ายโดยสารทุกชนิด รวมถึงอากาศ เครื่องลิโธกราฟี EUV จึงต้องทำงานในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ ณ จุดนี้ ความเข้ากันได้ของส่วนประกอบอุปกรณ์กับสภาพแวดล้อมสุญญากาศจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในสุญญากาศ วัสดุอาจละลาย สลายตัว และปล่อยก๊าซออกมา ก๊าซที่ปล่อยออกมาไม่เพียงแต่ดูดซับแสง EUV ซึ่งลดความเข้มและประสิทธิภาพการส่งผ่านของแสงเท่านั้น แต่ยังอาจปนเปื้อนเลนส์สายตาได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ไอน้ำสามารถออกซิไดซ์เลนส์ และไฮโดรคาร์บอนสามารถสะสมชั้นคาร์บอนบนเลนส์ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อคุณภาพของลิโธกราฟี
หินแกรนิตมีคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรและแทบไม่ปล่อยก๊าซในสภาวะสุญญากาศ จากการทดสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ พบว่าในสภาพแวดล้อมสุญญากาศของเครื่องโฟโตลิโทกราฟีจำลอง (เช่น สภาวะสุญญากาศที่สะอาดเป็นพิเศษซึ่งมีระบบออปติกส่องสว่างและระบบออปติกถ่ายภาพในห้องหลัก ซึ่งต้องการ H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa) อัตราการระบายก๊าซของฐานหินแกรนิตต่ำมาก ซึ่งต่ำกว่าวัสดุอื่นๆ เช่น โลหะมาก ซึ่งทำให้ภายในเครื่องโฟโตลิโทกราฟีสามารถรักษาระดับสุญญากาศและความสะอาดได้เป็นเวลานาน ทำให้มั่นใจได้ถึงการส่งผ่านแสง EUV ที่สูงในระหว่างการส่งผ่าน และสภาพแวดล้อมการใช้งานเลนส์ออปติกที่สะอาดเป็นพิเศษ ช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบออปติก และเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องโฟโตลิโทกราฟี
ทนทานต่อการสั่นสะเทือนและเสถียรภาพทางความร้อนสูง
ในระหว่างกระบวนการโฟโตลิโทกราฟี ความแม่นยำในระดับนาโนเมตรนั้น เครื่องโฟโตลิโทกราฟีจะต้องไม่เกิดการสั่นสะเทือนหรือการเสียรูปเนื่องจากความร้อนแม้เพียงเล็กน้อย การสั่นสะเทือนจากสภาพแวดล้อมที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆ และการเคลื่อนไหวของบุคลากรในโรงงาน รวมถึงความร้อนที่เกิดจากตัวเครื่องโฟโตลิโทกราฟีเองระหว่างการทำงาน อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของโฟโตลิโทกราฟี หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูง เนื้อสัมผัสแข็ง และทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดีเยี่ยม โครงสร้างผลึกแร่ภายในมีขนาดกะทัดรัด ซึ่งสามารถลดพลังงานการสั่นสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพและยับยั้งการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนได้อย่างรวดเร็ว จากการทดลองพบว่าภายใต้แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนเดียวกัน ฐานหินแกรนิตสามารถลดแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 90% ภายใน 0.5 วินาที เมื่อเทียบกับฐานโลหะ ฐานหินแกรนิตสามารถคืนเสถียรภาพให้กับอุปกรณ์ได้เร็วกว่า ช่วยให้มั่นใจได้ถึงตำแหน่งสัมพัทธ์ที่แม่นยำระหว่างเลนส์โฟโตลิโทกราฟีและแผ่นเวเฟอร์ และหลีกเลี่ยงการเบลอของลวดลายหรือการจัดเรียงที่ไม่ถูกต้องอันเนื่องมาจากการสั่นสะเทือน
ในขณะเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตนั้นต่ำมาก ประมาณ (4-8) ×10⁻⁶/℃ ซึ่งต่ำกว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุโลหะมาก ในระหว่างการทำงานของเครื่องโฟโตลิโทกราฟี แม้ว่าอุณหภูมิภายในจะผันผวนเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความร้อนจากแหล่งกำเนิดแสงและแรงเสียดทานจากชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ฐานหินแกรนิตก็ยังคงรักษาเสถียรภาพของขนาดและจะไม่เกิดการเสียรูปอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวทางความร้อน ฐานหินแกรนิตยังให้การรองรับที่มั่นคงและเชื่อถือได้สำหรับระบบออปติคัลและแพลตฟอร์มการเคลื่อนที่ที่แม่นยำ ช่วยรักษาความแม่นยำของโฟโตลิโทกราฟีให้คงที่