გაფართოვდება თუ არა გრანიტის აპარატის ძირი ვაფლის სკანირების დროს გაცხელების გამო?

ჩიპების წარმოების ძირითად რგოლში - ვაფლის სკანირებაში, აღჭურვილობის სიზუსტე განსაზღვრავს ჩიპის ხარისხს. აღჭურვილობის მნიშვნელოვან კომპონენტად, გრანიტის მანქანის ბაზის თერმული გაფართოების პრობლემამ დიდი ყურადღება მიიპყრო.

გრანიტის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი, როგორც წესი, 4-დან 8×10⁻⁶/℃-მდეა, რაც გაცილებით დაბალია, ვიდრე ლითონებისა და მარმარილოს. ეს ნიშნავს, რომ ტემპერატურის ცვლილებისას მისი ზომა შედარებით ნაკლებად იცვლება. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ დაბალი თერმული გაფართოება არ ნიშნავს თერმული გაფართოების არარსებობას. ტემპერატურის ექსტრემალური რყევების დროს, უმცირესმა გაფართოებამაც კი შეიძლება გავლენა მოახდინოს ვაფლის სკანირების ნანომასშტაბიან სიზუსტეზე.

ვაფლის სკანირების პროცესის დროს თერმული გაფართოების მრავალი მიზეზი არსებობს. სახელოსნოში ტემპერატურის რყევები, აღჭურვილობის კომპონენტების მუშაობით წარმოქმნილი სითბო და ლაზერული დამუშავებით გამოწვეული მყისიერი მაღალი ტემპერატურა იწვევს გრანიტის ფუძის „გაფართოებას და შეკუმშვას ტემპერატურის ცვლილების გამო“. ფუძის თერმული გაფართოების შემდეგ, სახელმძღვანელო რელსის სისწორე და პლატფორმის სიბრტყე შეიძლება გადახრილი იყოს, რაც ვაფლის მაგიდის მოძრაობის ტრაექტორიის არაზუსტობას გამოიწვევს. ასევე გადაინაცვლებს დამხმარე ოპტიკური კომპონენტები, რაც სკანირების სხივის „გადახრას“ გამოიწვევს. ხანგრძლივი უწყვეტი მუშაობა ასევე გამოიწვევს შეცდომების დაგროვებას, რაც სიზუსტეს სულ უფრო და უფრო აუარესებს.

მაგრამ არ ინერვიულოთ. ხალხს უკვე აქვს გადაწყვეტილებები. მასალების თვალსაზრისით, შეირჩევა გრანიტის ძარღვები თერმული გაფართოების დაბალი კოეფიციენტით და დაექვემდებარება დაბერების დამუშავებას. ტემპერატურის კონტროლის თვალსაზრისით, სახელოსნოს ტემპერატურა ზუსტად კონტროლდება 23±0.5℃-ზე ან კიდევ უფრო დაბალ ტემპერატურაზე, ასევე შემუშავებული იქნება აქტიური სითბოს გაფრქვევის მოწყობილობა ბაზისთვის. სტრუქტურული დიზაინის თვალსაზრისით, გამოყენებულია სიმეტრიული სტრუქტურები და მოქნილი საყრდენები, ხოლო რეალურ დროში მონიტორინგი ხორციელდება ტემპერატურის სენსორების მეშვეობით. თერმული დეფორმაციით გამოწვეული შეცდომები დინამიურად კორექტირდება ალგორითმებით.

მაღალი დონის მოწყობილობები, როგორიცაა ASML ლითოგრაფიის აპარატები, ამ მეთოდების მეშვეობით გრანიტის ფუძის თერმული გაფართოების ეფექტს უკიდურესად მცირე დიაპაზონში ინარჩუნებენ, რაც ვაფლის სკანირების სიზუსტეს ნანომეტრულ დონემდე მიღწევის საშუალებას აძლევს. ამიტომ, სათანადო კონტროლის შემთხვევაში, გრანიტის ფუძე ვაფლის სკანირების მოწყობილობებისთვის საიმედო არჩევნად რჩება.