Nella fase cruciale della produzione di chip, ovvero la scansione dei wafer, la precisione delle apparecchiature determina la qualità del chip. In quanto componente importante dell'apparecchiatura, il problema della dilatazione termica della base in granito della macchina ha suscitato notevole interesse.
Il coefficiente di dilatazione termica del granito è generalmente compreso tra 4 e 8×10⁻⁶/℃, un valore molto inferiore a quello dei metalli e del marmo. Ciò significa che, al variare della temperatura, le sue dimensioni cambiano relativamente poco. Tuttavia, è importante notare che una bassa dilatazione termica non significa assenza totale di dilatazione. In presenza di forti sbalzi di temperatura, anche la minima dilatazione può influire sulla precisione su scala nanometrica della scansione dei wafer.
Durante il processo di scansione dei wafer, si verificano dilatazioni termiche per diverse ragioni. Le fluttuazioni di temperatura nell'ambiente di lavoro, il calore generato dal funzionamento dei componenti dell'apparecchiatura e le alte temperature istantanee prodotte dalla lavorazione laser causano tutte una dilatazione e contrazione della base in granito dovuta alle variazioni di temperatura. Una volta che la base subisce la dilatazione termica, la rettilineità della guida e la planarità della piattaforma possono variare, con conseguente traiettoria di movimento imprecisa del piano di lavoro del wafer. Anche i componenti ottici di supporto si spostano, causando una deviazione del fascio di scansione. Il funzionamento continuo per lunghi periodi di tempo accumula inoltre errori, peggiorando progressivamente la precisione.
Ma non preoccupatevi. Le soluzioni sono già state trovate. Per quanto riguarda i materiali, verranno selezionate venature di granito con un coefficiente di dilatazione termica inferiore e sottoposte a un trattamento di invecchiamento. In termini di controllo della temperatura, la temperatura dell'officina viene controllata con precisione a 23±0,5℃ o anche a valori inferiori, e verrà progettato un dispositivo attivo di dissipazione del calore per la base. In termini di progettazione strutturale, vengono adottate strutture simmetriche e supporti flessibili, e il monitoraggio in tempo reale viene effettuato tramite sensori di temperatura. Gli errori causati dalla deformazione termica vengono corretti dinamicamente da algoritmi.
Apparecchiature di fascia alta come le macchine per litografia ASML, grazie a questi metodi, mantengono l'effetto di dilatazione termica della base in granito entro un intervallo estremamente ridotto, consentendo alla precisione di scansione dei wafer di raggiungere il livello nanometrico. Pertanto, se opportunamente controllata, la base in granito rimane una scelta affidabile per le apparecchiature di scansione dei wafer.
Data di pubblicazione: 12 giugno 2025