ฐานเครื่องแกรนิตจะขยายตัวเนื่องจากความร้อนในระหว่างการสแกนเวเฟอร์หรือไม่?

ความแม่นยำของอุปกรณ์เป็นตัวกำหนดคุณภาพของชิป ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของการผลิตชิป นั่นคือการสแกนเวเฟอร์ ปัญหาการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของฐานเครื่องจักรหินแกรนิตซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของอุปกรณ์ได้รับความสนใจอย่างมาก

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 4 ถึง 8×10⁻⁶/℃ ซึ่งต่ำกว่าค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของโลหะและหินอ่อนมาก ซึ่งหมายความว่าเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ขนาดของหินแกรนิตจะเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อย อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าการขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีการขยายตัวทางความร้อน ภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิที่รุนแรง การขยายตัวเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในระดับนาโนของการสแกนเวเฟอร์

ในระหว่างกระบวนการสแกนเวเฟอร์ มีหลายสาเหตุที่ทำให้เกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความผันผวนของอุณหภูมิในโรงงาน ความร้อนที่เกิดจากการทำงานของส่วนประกอบอุปกรณ์ และอุณหภูมิสูงฉับพลันที่เกิดจากกระบวนการเลเซอร์ ล้วนเป็นสาเหตุที่ทำให้ฐานหินแกรนิต "ขยายตัวและหดตัวเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ" เมื่อฐานเกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความตรงของรางนำและความเรียบของแท่นอาจเบี่ยงเบน ส่งผลให้วิถีการเคลื่อนที่ของโต๊ะเวเฟอร์ไม่แม่นยำ ส่วนประกอบออปติคัลที่รองรับก็จะเลื่อน ทำให้ลำแสงสแกน "เบี่ยงเบน" การทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดสะสม ทำให้ความแม่นยำลดลงเรื่อยๆ

แต่ไม่ต้องกังวล ทุกคนมีทางออกอยู่แล้ว ในส่วนของวัสดุ หินแกรนิตที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำจะถูกเลือกและนำไปผ่านกระบวนการอบชุบ ในส่วนของการควบคุมอุณหภูมิ อุณหภูมิในโรงงานจะถูกควบคุมอย่างแม่นยำที่ 23±0.5℃ หรือต่ำกว่า และจะมีการออกแบบอุปกรณ์ระบายความร้อนแบบแอคทีฟสำหรับฐานราก ในส่วนของการออกแบบโครงสร้าง จะใช้โครงสร้างแบบสมมาตรและส่วนรองรับที่ยืดหยุ่น และมีการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ผ่านเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนจะได้รับการแก้ไขแบบไดนามิกด้วยอัลกอริทึม

อุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ เช่น เครื่องพิมพ์หิน ASML ด้วยวิธีการเหล่านี้ ทำให้ผลของการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของฐานหินแกรนิตอยู่ในช่วงที่เล็กมาก ทำให้ความแม่นยำในการสแกนเวเฟอร์สามารถเข้าถึงระดับนาโนเมตรได้ ดังนั้น ตราบใดที่มีการควบคุมอย่างเหมาะสม ฐานหินแกรนิตจึงยังคงเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์สแกนเวเฟอร์