En la etapa clave de la fabricación de chips —el escaneo de obleas— la precisión del equipo determina la calidad del chip. Como componente importante del equipo, el problema de la dilatación térmica de la base de granito de la máquina ha suscitado gran interés.
El coeficiente de dilatación térmica del granito suele oscilar entre 4 y 8 × 10⁻⁶/°C, un valor mucho menor que el de los metales y el mármol. Esto implica que, ante cambios de temperatura, su tamaño varía relativamente poco. Sin embargo, cabe señalar que una baja dilatación térmica no significa que no exista. Ante fluctuaciones extremas de temperatura, incluso la más mínima dilatación puede afectar la precisión nanométrica del escaneo de obleas.
Durante el escaneo de obleas, la dilatación térmica se produce por diversas razones. Las fluctuaciones de temperatura en el taller, el calor generado por el funcionamiento de los componentes del equipo y la alta temperatura instantánea provocada por el procesamiento láser causan que la base de granito se expanda y contraiga debido a los cambios de temperatura. Una vez que la base sufre dilatación térmica, la rectitud de la 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, causando la desviación del haz de escaneo. El funcionamiento continuo durante un tiempo prolongado también acumula errores, lo que reduce 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. Respecto al control de la temperatura, la del taller se mantendrá a 23 ± 0,5 °C o incluso por debajo, 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 de ASML, mediante estos métodos, mantienen el efecto de expansión 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