晶圆扫描过程中,花岗岩机器底座会因受热膨胀吗?

在芯片制造的关键环节——晶圆扫描中,设备的精度决定了芯片的质量。作为设备的重要组成部分,花岗岩机座的热膨胀问题备受关注。

花岗岩的热膨胀系数通常在 4 至 8×10⁻⁶/℃ 之间,远低于金属和大理石。这意味着当温度变化时,其尺寸变化相对较小。然而,需要注意的是,低热膨胀系数并不意味着没有热膨胀。在极端温度波动下,即使是极小的膨胀也可能影响晶圆扫描的纳米级精度。

在晶圆扫描过程中,热膨胀的发生有多种原因。车间温度波动、设备部件运行产生的热量以及激光加工带来的瞬时高温都会导致花岗岩底座因温度变化而发生“热胀冷缩”。一旦底座发生热膨胀,导轨的直线度和平台的平整度就会出现偏差,导致晶圆台的运动轨迹不准确。支撑光学元件也会发生位移,造成扫描光束的“偏转”。长时间连续工作还会累积误差,使精度越来越差。

但别担心,我们已经有了解决方案。在材料方面,我们将选用热膨胀系数较低的花岗岩矿脉,并进行老化处理。在温度控制方面,我们将把车间温度精确控制在23±0.5℃甚至更低,并在基座上设计主动散热装置。在结构设计方面,我们将采用对称结构和柔性支撑,并通过温度传感器进行实时监测。由热变形引起的误差将通过算法进行动态校正。

通过这些方法,诸如ASML光刻机等高端设备能够将花岗岩底座的热膨胀效应控制在极小的范围内,从而使晶圆扫描精度达到纳米级。因此,只要控制得当,花岗岩底座仍然是晶圆扫描设备的可靠选择。

精密花岗岩05


发布时间:2025年6月12日