На ключевом этапе производства микросхем – сканировании пластин – точность оборудования определяет качество микросхемы. Проблема теплового расширения гранитного основания станка, являющегося важным компонентом оборудования, привлекла большое внимание.
Коэффициент теплового расширения гранита обычно составляет от 4 до 8×10⁻⁶/℃, что значительно ниже, чем у металлов и мрамора. Это означает, что при изменении температуры его размеры меняются относительно мало. Однако следует отметить, что низкий коэффициент теплового расширения не означает его отсутствия. При резких колебаниях температуры даже незначительное расширение может повлиять на точность сканирования пластин в наномасштабе.
В процессе сканирования пластин существует множество причин теплового расширения. Колебания температуры в цехе, тепло, выделяемое компонентами оборудования, и кратковременный нагрев при лазерной обработке приводят к «расширению и сжатию» гранитного основания под действием температурных колебаний. Под действием теплового расширения основания прямолинейность направляющей и плоскостность платформы могут нарушиться, что приведет к неточной траектории движения стола для пластин. Оптические компоненты также будут смещаться, что приведет к «отклонению» сканирующего луча. Длительная непрерывная работа также приводит к накоплению ошибок, что приводит к снижению точности.
Но не волнуйтесь. Решения уже есть. Что касается материалов, будут выбраны гранитные жилы с низким коэффициентом теплового расширения и подвергнуты обработке старением. Что касается контроля температуры, температура в цехе будет точно поддерживаться на уровне 23±0,5°C или даже ниже, а для основания будет разработано устройство активного отвода тепла. Что касается конструкции, будут использованы симметричные конструкции и гибкие опоры, а мониторинг в режиме реального времени осуществляется с помощью датчиков температуры. Ошибки, вызванные тепловой деформацией, динамически корректируются алгоритмами.
Высококлассное оборудование, такое как литографические машины ASML, благодаря этим методам позволяет удерживать эффект теплового расширения гранитного основания в крайне ограниченном диапазоне, что позволяет достигать точности сканирования пластин нанометрового уровня. Поэтому при условии надлежащего контроля гранитное основание остаётся надёжным выбором для оборудования для сканирования пластин.
Время публикации: 12 июня 2025 г.