在晶片製造的關鍵環節-晶圓掃描中,設備的精度決定了晶片的品質。作為設備的重要組成部分,花崗岩機座的熱膨脹問題備受關注。
花崗岩的熱膨脹係數通常在 4 至 8×10⁻⁶/℃ 之間,遠低於金屬和大理石。這意味著當溫度變化時,其尺寸變化相對較小。然而,需要注意的是,低熱膨脹係數並不代表沒有熱膨脹。在極端溫度波動下,即使是極小的膨脹也可能影響晶圓掃描的奈米級精度。
在晶圓掃描過程中,熱膨脹的發生有多種原因。車間溫度波動、設備零件運作產生的熱量以及雷射加工帶來的瞬時高溫都會導致花崗岩底座因溫度變化而發生「熱脹冷縮」。一旦底座發生熱膨脹,導軌的直線度和平台的平整度就會出現偏差,導致晶圓台的運動軌跡不準確。支撐光學元件也會發生位移,造成掃描光束的「偏轉」。長時間連續工作還會累積誤差,使精度越來越差。
但別擔心,我們已經有了解決方案。在材料方面,我們將選用熱膨脹係數較低的花崗岩礦脈,並進行老化處理。在溫度控制方面,我們將把車間溫度精確控制在23±0.5℃甚至更低,並在基座上設計主動散熱裝置。在結構設計方面,我們將採用對稱結構和柔性支撐,並透過溫度感測器進行即時監測。由熱變形引起的誤差將透過演算法進行動態校正。
透過這些方法,諸如ASML光刻機等高階設備能夠將花崗岩底座的熱膨脹效應控制在極小的範圍內,從而使晶圓掃描精度達到奈米級。因此,只要控制得當,花崗岩底座仍然是晶圓掃描設備的可靠選擇。
發佈時間:2025年6月12日
