在半导体制造领域，作为决定芯片制造工艺精度的核心设备，光刻机内部环境的稳定性至关重要。从极紫外光源的激发到纳米级精密运动平台的运行，每一个环节都容不得丝毫偏差。花岗岩底座凭借其一系列独特的性能，在确保光刻机稳定运行和提升光刻精度方面展现出无可比拟的优势。
出色的电磁屏蔽性能
光刻机的内部充满了复杂的电磁环境。诸如极紫外光源、驱动电机和高频电源等组件产生的电磁干扰（EMI）若不能得到有效控制，将严重影响设备内部精密电子元件和光学系统的性能。例如，干扰可能导致光刻图案出现轻微偏差。在先进制造工艺中，这种偏差足以导致芯片上晶体管连接错误，从而显著降低芯片良率。
花岗岩是一种非金属材料，本身不导电。它不像金属材料那样，内部自由电子的运动不会产生电磁感应现象。这一特性使其成为天然的电磁屏蔽体，能够有效阻挡内部电磁干扰的传播路径。当外部电磁干扰源产生的交变磁场传播到花岗岩基座时，由于花岗岩不具磁性且无法被磁化，交变磁场难以穿透，从而保护安装在基座上的光刻机核心部件，例如精密传感器和光学镜头调节装置，免受电磁干扰的影响，并确保光刻过程中图案转移的精度。
优异的真空兼容性
由于极紫外光（EUV）极易被包括空气在内的所有物质吸收，因此EUV光刻机必须在真空环境下运行。此时，设备组件与真空环境的兼容性就显得尤为重要。在真空中，材料可能会溶解、解吸并释放气体。释放的气体不仅会吸收EUV光，降低光的强度和透射效率，还可能污染光学透镜。例如，水蒸气会氧化透镜，碳氢化合物会在透镜上沉积碳层，严重影响光刻质量。
花岗岩具有稳定的化学性质，在真空环境下几乎不释放气体。专业测试表明，在模拟光刻机真空环境（例如主腔内照明光学系统和成像光学系统所在的超洁净真空环境，要求H₂O < 10⁻⁵ Pa，CₓHᵧ < 10⁻⁷ Pa）下，花岗岩基座的脱气率极低，远低于金属等其他材料。这使得光刻机内部能够长时间保持高真空度和洁净度，保证了极紫外光传输过程中的高透过率，并为光学镜头提供了超洁净的使用环境，延长了光学系统的使用寿命，从而提升了光刻机的整体性能。
较强的抗振性和热稳定性
在光刻工艺中，纳米级的精度要求光刻机不能有丝毫振动或热变形。车间内其他设备运行和人员移动产生的环境振动，以及光刻机自身运行产生的热量，都可能干扰光刻精度。花岗岩密度高、质地坚硬，具有优异的抗振性能。其内部矿物晶体结构致密，能够有效衰减振动能量，快速抑制振动传播。实验数据表明，在相同的振动源下，花岗岩底座可在0.5秒内将振动幅度降低90%以上。与金属底座相比，花岗岩底座能更快地使设备恢复稳定，确保光刻镜头与晶圆之间的精确相对位置，避免振动引起的图案模糊或错位。
同时，花岗岩的热膨胀系数极低，约为 (4-8) ×10⁻⁶/℃，远低于金属材料。在光刻机运行过程中，即使内部温度因光源发热、机械部件摩擦等因素而波动，花岗岩底座也能保持尺寸稳定性，不会因热胀冷缩而发生显著变形。它为光学系统和精密运动平台提供了稳定可靠的支撑，从而保证了光刻精度的一致性。
发布时间：2025年5月20日