വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ മുതൽ വാക്വം അനുയോജ്യത വരെ: ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകളിലെ ഗ്രാനൈറ്റ് ബേസുകളുടെ മാറ്റാനാകാത്ത അവസ്ഥ.

​
സെമികണ്ടക്ടർ നിർമ്മാണ മേഖലയിൽ, ചിപ്പ് നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ കൃത്യത നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രധാന ഉപകരണമെന്ന നിലയിൽ, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീന്റെ ആന്തരിക പരിസ്ഥിതിയുടെ സ്ഥിരത വളരെ പ്രധാനമാണ്. അങ്ങേയറ്റത്തെ അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സിന്റെ ഉത്തേജനം മുതൽ നാനോസ്കെയിൽ പ്രിസിഷൻ മോഷൻ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിന്റെ പ്രവർത്തനം വരെ, ഓരോ ലിങ്കിലും ഒരു ചെറിയ വ്യതിയാനവും ഉണ്ടാകില്ല. നിരവധി സവിശേഷ ഗുണങ്ങളുള്ള ഗ്രാനൈറ്റ് ബേസുകൾ, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകളുടെ സ്ഥിരതയുള്ള പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്നതിലും ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി കൃത്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലും സമാനതകളില്ലാത്ത നേട്ടങ്ങൾ പ്രകടമാക്കുന്നു.
മികച്ച വൈദ്യുതകാന്തിക സംരക്ഷണ പ്രകടനം
ഒരു ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിന്റെ ഉൾഭാഗം സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക പരിതസ്ഥിതിയാൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. തീവ്രമായ അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകൾ, ഡ്രൈവ് മോട്ടോറുകൾ, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പവർ സപ്ലൈകൾ തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ (EMI) ഫലപ്രദമായി നിയന്ത്രിച്ചില്ലെങ്കിൽ, ഉപകരണത്തിനുള്ളിലെ കൃത്യതയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളുടെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങളുടെയും പ്രകടനത്തെ സാരമായി ബാധിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇടപെടൽ ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പാറ്റേണുകളിൽ ചെറിയ വ്യതിയാനങ്ങൾക്ക് കാരണമായേക്കാം. വിപുലമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിൽ, ചിപ്പിൽ തെറ്റായ ട്രാൻസിസ്റ്റർ കണക്ഷനുകളിലേക്ക് നയിക്കാൻ ഇത് പര്യാപ്തമാണ്, ഇത് ചിപ്പ് വിളവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
ഗ്രാനൈറ്റ് ഒരു ലോഹമല്ലാത്ത വസ്തുവാണ്, അത് സ്വയം വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നില്ല. ലോഹ വസ്തുക്കളിലേതുപോലെ ഉള്ളിലെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക പ്രേരണ പ്രതിഭാസവുമില്ല. ഈ സ്വഭാവം ഇതിനെ ഒരു സ്വാഭാവിക വൈദ്യുതകാന്തിക കവചമാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ആന്തരിക വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിന്റെ പ്രക്ഷേപണ പാതയെ ഫലപ്രദമായി തടയാൻ കഴിയും. ബാഹ്യ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടൽ സ്രോതസ്സ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒന്നിടവിട്ട കാന്തികക്ഷേത്രം ഗ്രാനൈറ്റ് അടിത്തറയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുമ്പോൾ, ഗ്രാനൈറ്റ് കാന്തികമല്ലാത്തതും കാന്തീകരിക്കാൻ കഴിയാത്തതുമായതിനാൽ, ഒന്നിടവിട്ട കാന്തികക്ഷേത്രം തുളച്ചുകയറാൻ പ്രയാസമാണ്, അതുവഴി പ്രിസിഷൻ സെൻസറുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ലെൻസ് ക്രമീകരണ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ പോലുള്ള അടിത്തറയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളെ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുകയും ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ പാറ്റേൺ കൈമാറ്റത്തിന്റെ കൃത്യത ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

മികച്ച വാക്വം അനുയോജ്യത
എക്സ്ട്രീം അൾട്രാവയലറ്റ് ലൈറ്റ് (EUV) വായു ഉൾപ്പെടെയുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും എളുപ്പത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനാൽ, EUV ലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനുകൾ ഒരു വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കണം. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയുമായുള്ള ഉപകരണ ഘടകങ്ങളുടെ അനുയോജ്യത പ്രത്യേകിച്ചും നിർണായകമാകുന്നു. ഒരു വാക്വത്തിൽ, വസ്തുക്കൾ വാതകത്തെ ലയിപ്പിക്കുകയും, ആഗിരണം ചെയ്യുകയും, പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്തേക്കാം. പുറത്തുവിടുന്ന വാതകം EUV പ്രകാശത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുക മാത്രമല്ല, പ്രകാശത്തിന്റെ തീവ്രതയും പ്രക്ഷേപണ കാര്യക്ഷമതയും കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, മാത്രമല്ല ഒപ്റ്റിക്കൽ ലെൻസുകളെ മലിനമാക്കുകയും ചെയ്തേക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ജലബാഷ്പം ലെൻസുകളെ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾക്ക് ലെൻസുകളിൽ കാർബൺ പാളികൾ നിക്ഷേപിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ലിത്തോഗ്രാഫിയുടെ ഗുണനിലവാരത്തെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുന്നു.
ഗ്രാനൈറ്റിന് സ്ഥിരതയുള്ള രാസ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയിൽ വാതകം വളരെക്കുറച്ചേ പുറത്തുവിടൂ. പ്രൊഫഷണൽ പരിശോധന പ്രകാരം, ഒരു സിമുലേറ്റഡ് ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീൻ വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയിൽ (പ്രധാന ചേമ്പറിലെ ഇല്യൂമിനേഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റവും ഇമേജിംഗ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റവും സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന അൾട്രാ-ക്ലീൻ വാക്വം പരിതസ്ഥിതി പോലുള്ളവ, H₂O < 10⁻⁵ Pa, CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa ആവശ്യമാണ്), ഗ്രാനൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ വാതക വിസർജ്ജന നിരക്ക് വളരെ കുറവാണ്, ലോഹങ്ങൾ പോലുള്ള മറ്റ് വസ്തുക്കളേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. ഇത് ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിന്റെ ഉൾവശം ദീർഘനേരം ഉയർന്ന വാക്വം ഡിഗ്രിയും വൃത്തിയും നിലനിർത്താൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, പ്രക്ഷേപണ സമയത്ത് EUV പ്രകാശത്തിന്റെ ഉയർന്ന പ്രക്ഷേപണവും ഒപ്റ്റിക്കൽ ലെൻസുകൾക്ക് അൾട്രാ-ക്ലീൻ ഉപയോഗ അന്തരീക്ഷവും ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സേവന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
ശക്തമായ വൈബ്രേഷൻ പ്രതിരോധവും താപ സ്ഥിരതയും
ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ, നാനോമീറ്റർ തലത്തിലുള്ള കൃത്യതയ്ക്ക് ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിൽ ചെറിയ വൈബ്രേഷനോ താപ വികലതയോ ഉണ്ടാകരുത്. വർക്ക്ഷോപ്പിലെ മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളുടെയും ജീവനക്കാരുടെയും ചലനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പാരിസ്ഥിതിക വൈബ്രേഷനുകൾ, അതുപോലെ തന്നെ പ്രവർത്തന സമയത്ത് ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീൻ തന്നെ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം എന്നിവയെല്ലാം ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി കൃത്യതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം. ഗ്രാനൈറ്റിന് ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും കഠിനമായ ഘടനയുമുണ്ട്, കൂടാതെ ഇതിന് മികച്ച വൈബ്രേഷൻ പ്രതിരോധവുമുണ്ട്. അതിന്റെ ആന്തരിക മിനറൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ഒതുക്കമുള്ളതാണ്, ഇത് വൈബ്രേഷൻ ഊർജ്ജത്തെ ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുകയും വൈബ്രേഷൻ പ്രചാരണത്തെ വേഗത്തിൽ അടിച്ചമർത്തുകയും ചെയ്യും. ഒരേ വൈബ്രേഷൻ സ്രോതസ്സിൽ, ഗ്രാനൈറ്റ് അടിത്തറയ്ക്ക് വൈബ്രേഷൻ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് 0.5 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ 90% ൽ കൂടുതൽ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് പരീക്ഷണ ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. ലോഹ അടിത്തറയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉപകരണങ്ങളെ കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ സ്ഥിരതയിലേക്ക് പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി ലെൻസിനും വേഫറിനും ഇടയിലുള്ള കൃത്യമായ ആപേക്ഷിക സ്ഥാനം ഉറപ്പാക്കുന്നു, വൈബ്രേഷൻ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പാറ്റേൺ മങ്ങൽ അല്ലെങ്കിൽ തെറ്റായ ക്രമീകരണം ഒഴിവാക്കുന്നു. ​
അതേസമയം, ഗ്രാനൈറ്റിന്റെ താപ വികാസത്തിന്റെ ഗുണകം വളരെ കുറവാണ്, ഏകദേശം (4-8) ×10⁻⁶/℃, ഇത് ലോഹ വസ്തുക്കളേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി മെഷീനിന്റെ പ്രവർത്തന സമയത്ത്, പ്രകാശ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള താപ ഉത്പാദനം, മെക്കാനിക്കൽ ഘടകങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഘർഷണം തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ കാരണം ആന്തരിക താപനിലയിൽ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഉണ്ടായാലും, ഗ്രാനൈറ്റ് അടിത്തറയ്ക്ക് ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്താൻ കഴിയും കൂടാതെ താപ വികാസവും സങ്കോചവും കാരണം കാര്യമായ രൂപഭേദം സംഭവിക്കില്ല. ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി കൃത്യതയുടെ സ്ഥിരത നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റത്തിനും പ്രിസിഷൻ മോഷൻ പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിനും ഇത് സ്ഥിരവും വിശ്വസനീയവുമായ പിന്തുണ നൽകുന്നു.