En la etapa clave de la fabricación de chips —el escaneo de obleas—, la precisión del equipo determina la calidad del chip. El problema de la dilatación térmica de la base de granito de la máquina, un componente importante del equipo, ha suscitado gran interés.
El coeficiente de dilatación térmica del granito suele estar entre 4 y 8 × 10⁻⁶/°C, mucho menor que el de los metales y el mármol. Esto significa que, ante cambios de temperatura, su tamaño varía relativamente poco. Sin embargo, cabe destacar que una baja dilatación térmica no implica su ausencia total. Bajo fluctuaciones extremas de temperatura, incluso la más mínima dilatación puede afectar la precisión a nanoescala del escaneo de obleas.
Durante el proceso de escaneo de obleas, la dilatación térmica puede deberse a múltiples factores. Las fluctuaciones de temperatura en el taller, el calor generado por el funcionamiento de los componentes del equipo y el aumento repentino de temperatura durante el procesamiento láser provocan que la base de granito se expanda y contraiga debido a los cambios de temperatura. Una vez que la base experimenta dilatación térmica, la rectitud del riel guía y la planitud de la plataforma pueden desviarse, lo que resulta en una trayectoria de movimiento imprecisa de la mesa de obleas. Los componentes ópticos de soporte también se desplazan, lo que provoca la desviación del haz de escaneo. El trabajo continuo durante un tiempo prolongado también acumula errores, lo que deteriora progresivamente la precisión.
Pero no se preocupen. Ya existen soluciones. En cuanto a los materiales, se seleccionarán vetas de granito con un coeficiente de dilatación térmica bajo y se someterán a un tratamiento de envejecimiento. En cuanto al control de temperatura, la temperatura del taller se mantendrá con precisión a 23 ± 0,5 °C o incluso menos, y se diseñará un sistema activo de disipación de calor para la base. En cuanto al diseño estructural, se adoptarán estructuras simétricas y soportes flexibles, y se realizará un monitoreo en tiempo real mediante sensores de temperatura. Los errores causados por la deformación térmica se corregirán dinámicamente mediante algoritmos.
Los equipos de alta gama, como las máquinas de litografía ASML, mediante estos métodos, mantienen el efecto de dilatación térmica de la base de granito dentro de un rango extremadamente pequeño, lo que permite que la precisión del escaneo de obleas alcance el nivel nanométrico. Por lo tanto, siempre que se controle adecuadamente, la base de granito sigue siendo una opción fiable para los equipos de escaneo de obleas.
Fecha de publicación: 12 de junio de 2025