ウェーハスキャン中に、花崗岩の機械ベースは熱により膨張しますか?

チップ製造の重要な工程であるウェハスキャンにおいて、装置の精度がチップの品質を左右します。装置の重要な部品である花崗岩製の機械基盤の熱膨張問題は、大きな注目を集めています。

花崗岩の熱膨張係数は通常4～8×10⁻⁶/℃で、金属や大理石よりもはるかに低い値です。つまり、温度変化による寸​​法変化は比較的小さいということです。しかし、熱膨張率が低いからといって、熱膨張が全くないわけではないことに注意が必要です。極端な温度変動下では、わずかな膨張でもウェーハスキャンのナノスケール精度に影響を与える可能性があります。

ウェーハスキャン工程において、熱膨張が発生する原因は複数あります。作業場内の温度変動、設備部品の動作による発熱、レーザー加工による瞬間的な高温などにより、花崗岩製のベースは「温度変化による伸縮」を起こします。ベースが熱膨張すると、ガイドレールの真直度やプラットフォームの平面度が変動し、ウェーハテーブルの移動軌跡が不正確になる可能性があります。また、支持光学部品もずれ、スキャンビームが「ずれる」原因となります。さらに、長時間連続運転を続けると誤差が蓄積され、精度が悪化していきます。

しかし、ご心配なく。解決策はすでにあります。材料面では、熱膨張係数の低い花崗岩の鉱脈を選定し、時効処理を施します。温度管理面では、作業場の温度を23±0.5℃以下に精密に制御し、基礎部分には能動的な放熱装置も設計します。構造設計面では、対称構造と柔軟な支持構造を採用し、温度センサーによるリアルタイムモニタリングを実施します。熱変形による誤差は、アルゴリズムによって動的に補正されます。

ASMLリソグラフィー装置などのハイエンド機器では、これらの方法により、グラナイトベースの熱膨張の影響を極めて小さい範囲に抑え、ウェーハスキャン精度をナノメートルレベルにまで高めています。したがって、適切に制御されている限り、グラナイトベースはウェーハスキャン装置にとって信頼できる選択肢であり続けます。