Dans la phase clé de la fabrication des puces, la numérisation des plaquettes, la précision de l'équipement détermine la qualité de la puce. En tant que composant important de l'équipement, le problème de dilatation thermique de la base de la machine en granit a suscité une attention particulière.
Le coefficient de dilatation thermique du granit se situe généralement entre 4 et 8 × 10⁻⁶/℃, ce qui est bien inférieur à celui des métaux et du marbre. Cela signifie que lorsque la température varie, sa taille varie relativement peu. Cependant, il convient de noter qu'une faible dilatation thermique ne signifie pas une absence de dilatation thermique. En cas de fluctuations extrêmes de température, même la plus faible dilatation peut affecter la précision nanométrique du balayage des plaquettes.
Lors du processus de numérisation des plaquettes, de multiples causes peuvent entraîner une dilatation thermique. Les fluctuations de température dans l'atelier, la chaleur générée par le fonctionnement des composants de l'équipement et la température élevée instantanée induite par le traitement laser provoquent des dilatations et des contractions de la base en granit sous l'effet des variations de température. Une fois la base soumise à cette dilatation thermique, la rectitude du rail de guidage et la planéité de la plateforme peuvent s'altérer, ce qui entraîne une trajectoire imprécise de la table de numérisation. Les composants optiques de support se déplacent également, provoquant une déviation du faisceau de numérisation. Travailler en continu pendant une longue période entraîne également une accumulation d'erreurs, ce qui nuit à la précision.
Mais rassurez-vous, des solutions existent déjà. Concernant les matériaux, des veines de granit à faible coefficient de dilatation thermique seront sélectionnées et soumises à un traitement de vieillissement. Concernant le contrôle de la température, celle de l'atelier sera précisément maintenue à 23 ± 0,5 °C, voire moins, et un dispositif actif de dissipation thermique sera également conçu pour la base. Concernant la conception structurelle, des structures symétriques et des supports flexibles sont adoptés, et une surveillance en temps réel est assurée par des capteurs de température. Les erreurs dues à la déformation thermique sont corrigées dynamiquement par des algorithmes.
Grâce à ces méthodes, les équipements haut de gamme tels que les machines de lithographie ASML limitent considérablement l'effet de dilatation thermique du support en granit, permettant ainsi une précision de numérisation de l'ordre du nanomètre. Par conséquent, sous réserve d'un contrôle rigoureux, le support en granit reste un choix fiable pour les équipements de numérisation de wafers.
Date de publication : 12 juin 2025