В ключевом этапе производства микросхем — сканировании пластин — точность оборудования определяет качество чипа. Проблема теплового расширения гранитного основания станка, являющегося важным компонентом оборудования, привлекает к себе 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 изменяются относительно незначительно. Однако следует отметить, что низкое тепловое расширение не означает его полного отсутствия. При резких колебаниях температуры даже малейшее расширение может повлиять на наноразмерную точность сканирования пластин.
В процессе сканирования пластин существует множество причин возникновения теплового расширения. Колебания температуры в цехе, тепло, выделяемое при работе компонентов оборудования, и мгновенные высокие температуры, возникающие при лазерной обработке, — все это приводит к «расширению и сжатию» гранитного основания из-за изменений температуры. После теплового расширения основания может нарушиться прямолинейность направляющей и плоскость платформы, что приведет к неточной траектории движения стола для пластин. Опорные оптические компоненты также сместятся, вызывая «отклонение» сканирующего луча. Длительная непрерывная работа также приводит к накоплению ошибок, что ухудшает точность.
Но не беспокойтесь. У людей уже есть решения. Что касается материалов, будут выбраны гранитные жилы с более низким коэффициентом теплового расширения, которые будут подвергнуты обработке старением. Что касается контроля температуры, температура в цехе будет точно поддерживаться на уровне 23±0,5℃ или даже ниже, а также будет разработано активное устройство для отвода тепла от основания. В плане конструктивного решения используются симметричные конструкции и гибкие опоры, а мониторинг в реальном времени осуществляется с помощью датчиков температуры. Ошибки, вызванные термической деформацией, динамически корректируются алгоритмами.
Высокотехнологичное оборудование, такое как литографические машины ASML, благодаря этим методам позволяет поддерживать эффект теплового расширения гранитного основания в чрезвычайно малом диапазоне, что обеспечивает точность сканирования пластин на нанометровом уровне. Поэтому, при надлежащем контроле, гранитное основание остается надежным выбором для оборудования сканирования пластин.
Дата публикации: 12 июня 2025 г.