No elo-chave da fabricação de chips – a digitalização de wafers – a precisão do equipamento determina a qualidade do chip. Como um componente importante do equipamento, o problema da expansão térmica da base da máquina de granito tem atraído muita atenção.
O coeficiente de expansão térmica do granito é geralmente entre 4 e 8 × 10⁻⁶/°C, muito menor do que o dos metais e do mármore. Isso significa que, quando a temperatura varia, seu tamanho muda relativamente pouco. No entanto, deve-se observar que baixa expansão térmica não significa ausência de expansão térmica. Sob flutuações extremas de temperatura, mesmo a menor expansão pode afetar a precisão nanométrica da varredura de wafers.
Durante o processo de escaneamento de wafers, existem várias causas para a ocorrência de expansão térmica. As flutuações de temperatura na oficina, o calor gerado pela operação dos componentes do equipamento e a alta temperatura instantânea gerada pelo processamento a laser fazem com que a base de granito "expanda e contraia devido às mudanças de temperatura". Uma vez que a base sofre expansão térmica, a retidão do trilho-guia e a planura da plataforma podem se desviar, resultando em uma trajetória de movimento imprecisa da mesa de wafer. Os componentes ópticos de suporte também se deslocam, causando o "desvio" do feixe de varredura. Trabalhar continuamente por um longo período também acumula erros, piorando a precisão.
Mas não se preocupe. As pessoas já têm soluções. Em termos de materiais, serão selecionados veios de granito com menor coeficiente de expansão térmica e submetidos a um tratamento de envelhecimento. Em termos de controle de temperatura, a temperatura da oficina será controlada com precisão a 23 ± 0,5 ℃ ou até menos, e um dispositivo de dissipação de calor ativo também será projetado para a base. Em termos de projeto estrutural, serão adotadas estruturas simétricas e suportes flexíveis, e o monitoramento em tempo real será realizado por meio de sensores de temperatura. Os erros causados pela deformação térmica serão corrigidos dinamicamente por algoritmos.
Equipamentos de ponta, como máquinas de litografia ASML, por meio desses métodos, mantêm o efeito de expansão térmica da base de granito dentro de uma faixa extremamente pequena, permitindo que a precisão da varredura do wafer atinja o nível nanométrico. Portanto, desde que devidamente controlada, a base de granito continua sendo uma escolha confiável para equipamentos de varredura de wafer.
Horário da publicação: 12/06/2025