V kľúčovom článku výroby čipov – skenovaní doštičiek – presnosť zariadenia určuje kvalitu čipu. Ako dôležitá súčasť zariadenia priťahuje veľkú pozornosť problém tepelnej rozťažnosti žulovej základne stroja.
Koeficient tepelnej rozťažnosti žuly je zvyčajne medzi 4 a 8×10⁻⁶/℃, čo je oveľa menej ako u kovov a mramoru. To znamená, že pri zmene teploty sa jej veľkosť mení relatívne málo. Treba však poznamenať, že nízka tepelná rozťažnosť neznamená, že k tepelnej rozťažnosti nedochádza. Pri extrémnych teplotných výkyvoch môže aj najmenšia rozťažnosť ovplyvniť presnosť skenovania doštičiek v nanorozmeroch.
Počas procesu skenovania doštičiek existuje viacero dôvodov pre výskyt tepelnej rozťažnosti. Kolísanie teploty v dielni, teplo generované prevádzkou komponentov zariadenia a okamžitá vysoká teplota spôsobená laserovým spracovaním spôsobia, že sa žulová základňa „rozťahuje a sťahuje v dôsledku zmien teploty“. Po tepelnej rozťažnosti základne sa môže priamosť vodiacej lišty a rovinnosť plošiny odchýliť, čo má za následok nepresnú trajektóriu pohybu stola na doštičky. Posunú sa aj nosné optické komponenty, čo spôsobí „odchýlku“ skenovacieho lúča. Dlhodobá nepretržitá práca tiež spôsobí nahromadenie chýb, čo bude mať za následok zhoršenie presnosti.
Ale nebojte sa. Ľudia už majú riešenia. Pokiaľ ide o materiály, budú vybrané žulové žily s nižším koeficientom tepelnej rozťažnosti a podrobené úprave starnutím. Pokiaľ ide o reguláciu teploty, teplota v dielni je presne regulovaná na 23 ± 0,5 ℃ alebo aj nižšiu a pre základňu bude tiež navrhnuté aktívne zariadenie na odvod tepla. Pokiaľ ide o konštrukčné riešenie, budú použité symetrické štruktúry a flexibilné podpery a monitorovanie v reálnom čase sa vykonáva pomocou teplotných senzorov. Chyby spôsobené tepelnou deformáciou sú dynamicky korigované algoritmami.
Špičkové zariadenia, ako napríklad litografické stroje ASML, pomocou týchto metód udržiavajú tepelnú rozťažnosť žulového podkladu v extrémne malom rozsahu, čo umožňuje dosiahnuť presnosť skenovania doštičiek na úrovni nanometrov. Preto, pokiaľ je správne kontrolovaná, žulový podklad zostáva spoľahlivou voľbou pre zariadenia na skenovanie doštičiek.
Čas uverejnenia: 12. júna 2025