В ключевом звене производства чипов - сканировании пластин, точность оборудования определяет качество чипа. Как важный компонент оборудования, проблема теплового расширения гранитного основания машины привлекла большое внимание.
Коэффициент теплового расширения гранита обычно составляет от 4 до 8×10⁻⁶/℃, что намного ниже, чем у металлов и мрамора. Это означает, что при изменении температуры его размер меняется относительно мало. Однако следует отметить, что низкое тепловое расширение не означает, что теплового расширения нет. При экстремальных колебаниях температуры даже самое незначительное расширение может повлиять на точность сканирования пластин в наномасштабе.
В процессе сканирования пластин существует множество причин возникновения теплового расширения. Колебания температуры в цехе, тепло, выделяемое при работе компонентов оборудования, и мгновенная высокая температура, создаваемая лазерной обработкой, — все это приведет к тому, что гранитное основание будет «расширяться и сжиматься из-за изменений температуры». После того, как основание подвергнется тепловому расширению, прямолинейность направляющей и плоскостность платформы могут отклониться, что приведет к неточной траектории движения стола для пластин. Поддерживающие оптические компоненты также будут смещаться, заставляя сканирующий луч «отклоняться». Непрерывная работа в течение длительного времени также будет накапливать ошибки, делая точность все хуже и хуже.
Но не волнуйтесь. У людей уже есть решения. Что касается материалов, будут выбраны гранитные жилы с более низким коэффициентом теплового расширения и подвергнуты обработке старением. Что касается контроля температуры, температура в цехе точно контролируется на уровне 23±0,5℃ или даже ниже, а для основания также будет разработано устройство активного рассеивания тепла. Что касается структурного проектирования, приняты симметричные структуры и гибкие опоры, а мониторинг в реальном времени осуществляется с помощью температурных датчиков. Ошибки, вызванные тепловой деформацией, динамически корректируются алгоритмами.
Высококачественное оборудование, такое как литографические машины ASML, с помощью этих методов удерживает эффект теплового расширения гранитного основания в чрезвычайно малом диапазоне, позволяя точности сканирования пластины достигать нанометрового уровня. Поэтому, при условии надлежащего контроля, гранитное основание остается надежным выбором для оборудования сканирования пластин.
Время публикации: 12 июня 2025 г.