V klíčovém článku výroby čipů – skenování waferů – určuje přesnost zařízení kvalitu čipu. Jako důležitá součást zařízení přitahuje velkou pozornost problém tepelné roztažnosti žulové základny stroje.
Koeficient tepelné roztažnosti žuly se obvykle pohybuje mezi 4 a 8×10⁻⁶/℃, což je mnohem méně než u kovů a mramoru. To znamená, že při změně teploty se její velikost mění relativně málo. Je však třeba poznamenat, že nízká tepelná roztažnost neznamená, že k tepelné roztažnosti nedochází. Při extrémních teplotních výkyvech může i sebemenší roztažnost ovlivnit přesnost skenování waferu v nanoměřítku.
Během procesu skenování destiček existuje několik důvodů pro vznik tepelné roztažnosti. Kolísání teploty v dílně, teplo generované provozem součástí zařízení a okamžitá vysoká teplota způsobená laserovým zpracováním způsobí, že se žulová základna „roztahuje a smršťuje v důsledku teplotních změn“. Jakmile základna projde tepelnou roztažností, může se odchýlit přímost vodicí lišty a rovinnost plošiny, což má za následek nepřesnou trajektorii pohybu stolu pro destičky. Posouvají se také nosné optické komponenty, což způsobuje „odchylku“ skenovacího paprsku. Dlouhodobá nepřetržitá práce také vede k hromadění chyb, což snižuje přesnost.
Ale nebojte se. Lidé už mají řešení. Pokud jde o materiály, budou vybrány žulové žíly s nižším koeficientem tepelné roztažnosti a podrobeny stárnutí. Co se týče regulace teploty, teplota v dílně je přesně regulována na 23±0,5℃ nebo i nižší a pro základnu bude také navrženo aktivní zařízení pro odvod tepla. Co se týče konstrukčního řešení, jsou použity symetrické konstrukce a flexibilní podpěry a monitorování v reálném čase je prováděno pomocí teplotních senzorů. Chyby způsobené tepelnou deformací jsou dynamicky korigovány algoritmy.
Špičková zařízení, jako jsou litografické stroje ASML, pomocí těchto metod udržují tepelnou roztažnost žulové základny v extrémně malém rozsahu, což umožňuje dosáhnout přesnosti skenování waferů na nanometrové úrovni. Pokud je tedy správně kontrolována, žulová základna zůstává spolehlivou volbou pro zařízení pro skenování waferů.
Čas zveřejnění: 12. června 2025