Mikroshēmu ražošanas galvenajā posmā — vafeļu skenēšanā — iekārtas precizitāte nosaka mikroshēmas kvalitāti. Kā svarīga iekārtas sastāvdaļa, lielu uzmanību ir piesaistījusi granīta mašīnas pamatnes termiskās izplešanās problēma.
Granīta termiskās izplešanās koeficients parasti ir no 4 līdz 8×10⁻⁶/℃, kas ir daudz zemāks nekā metāliem un marmoram. Tas nozīmē, ka, mainoties temperatūrai, tā izmērs mainās relatīvi maz. Tomēr jāatzīmē, ka zema termiskā izplešanās nenozīmē, ka termiskās izplešanās nav. Ekstrēmās temperatūras svārstībās pat vismazākā izplešanās var ietekmēt vafeļu skenēšanas nanomēroga precizitāti.
Plākšņu skenēšanas procesā termiskās izplešanās notiek vairāku iemeslu dēļ. Temperatūras svārstības darbnīcā, iekārtu komponentu darbības radītais siltums un lāzera apstrādes radītā momentānā augstā temperatūra izraisa granīta pamatnes "izplešanos un saraušanos temperatūras izmaiņu dēļ". Kad pamatne ir pakļauta termiskai izplešanās, vadotnes taisnums un platformas līdzenums var novirzīties, kā rezultātā plākšņu galda kustības trajektorija var būt neprecīza. Arī atbalsta optiskie komponenti mainīsies, izraisot skenēšanas stara "novirzi". Ilgstošs nepārtraukts darbs arī uzkrās kļūdas, padarot precizitāti arvien sliktāku.
Bet neuztraucieties. Cilvēkiem jau ir risinājumi. Runājot par materiāliem, tiks izvēlētas granīta dzīslas ar zemāku termiskās izplešanās koeficientu un pakļautas novecošanas apstrādei. Runājot par temperatūras kontroli, darbnīcas temperatūra tiek precīzi kontrolēta 23 ± 0,5 ℃ vai pat zemāk, un pamatnei tiks projektēta arī aktīva siltuma izkliedes ierīce. Runājot par konstrukciju dizainu, tiek izmantotas simetriskas struktūras un elastīgi balsti, un reāllaika uzraudzība tiek veikta, izmantojot temperatūras sensorus. Termiskās deformācijas radītās kļūdas tiek dinamiski koriģētas ar algoritmu palīdzību.
Augstas klases iekārtas, piemēram, ASML litogrāfijas iekārtas, izmantojot šīs metodes, saglabā granīta pamatnes termiskās izplešanās efektu ārkārtīgi nelielā diapazonā, ļaujot vafeļu skenēšanas precizitātei sasniegt nanometru līmeni. Tādēļ, ja vien tā tiek pareizi kontrolēta, granīta pamatne joprojām ir uzticama izvēle vafeļu skenēšanas iekārtām.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 12. jūnijs