Đế máy bằng đá granit có giãn nở do nhiệt trong quá trình quét wafer không?

Trong mắt xích then chốt của sản xuất chip - quét wafer, độ chính xác của thiết bị quyết định chất lượng chip. Là một thành phần quan trọng của thiết bị, vấn đề giãn nở nhiệt của đế máy granit đã thu hút được nhiều sự chú ý.

Hệ số giãn nở nhiệt của đá granit thường nằm trong khoảng từ 4 đến 8×10⁻⁶/℃, thấp hơn nhiều so với kim loại và đá cẩm thạch. Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ thay đổi, kích thước của nó thay đổi tương đối ít. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ giãn nở nhiệt thấp không có nghĩa là không có sự giãn nở nhiệt. Trong điều kiện nhiệt độ biến động cực độ, ngay cả sự giãn nở nhỏ nhất cũng có thể ảnh hưởng đến độ chính xác ở cấp độ nano của quá trình quét wafer.

Trong quá trình quét wafer, có nhiều lý do dẫn đến sự giãn nở vì nhiệt. Nhiệt độ dao động trong xưởng, nhiệt sinh ra do hoạt động của các thành phần thiết bị và nhiệt độ cao tức thời do quá trình gia công bằng laser đều sẽ khiến đế đá granit "giãn nở và co lại do thay đổi nhiệt độ". Khi đế trải qua quá trình giãn nở vì nhiệt, độ thẳng của thanh dẫn hướng và độ phẳng của bệ có thể bị lệch, dẫn đến quỹ đạo chuyển động không chính xác của bàn wafer. Các thành phần quang học hỗ trợ cũng sẽ bị dịch chuyển, khiến chùm tia quét "bị lệch". Làm việc liên tục trong thời gian dài cũng sẽ tích tụ lỗi, khiến độ chính xác ngày càng kém.

Nhưng đừng lo lắng. Mọi người đã có giải pháp rồi. Về mặt vật liệu, các mạch đá granit có hệ số giãn nở nhiệt thấp hơn sẽ được lựa chọn và trải qua quá trình xử lý lão hóa. Về mặt kiểm soát nhiệt độ, nhiệt độ xưởng được kiểm soát chính xác ở mức 23±0.5℃ hoặc thậm chí thấp hơn, và một thiết bị tản nhiệt chủ động cũng sẽ được thiết kế cho phần đế. Về mặt thiết kế kết cấu, các cấu trúc đối xứng và giá đỡ linh hoạt được áp dụng và giám sát thời gian thực được thực hiện thông qua các cảm biến nhiệt độ. Các lỗi do biến dạng nhiệt gây ra được hiệu chỉnh động bằng các thuật toán.

Thiết bị cao cấp như máy in thạch bản ASML, thông qua các phương pháp này, giữ hiệu ứng giãn nở nhiệt của đế granit trong phạm vi cực nhỏ, cho phép độ chính xác quét wafer đạt đến cấp độ nanomet. Do đó, miễn là được kiểm soát đúng cách, đế granit vẫn là lựa chọn đáng tin cậy cho thiết bị quét wafer.