칩 제조의 핵심 요소인 웨이퍼 스캐닝에서 장비의 정확도는 칩의 품질을 결정합니다. 장비의 중요한 구성 요소인 화강암 장비 바닥의 열팽창 문제는 많은 관심을 받았습니다.
화강암의 열팽창 계수는 일반적으로 4~8×10⁻⁶/℃로, 금속이나 대리석보다 훨씬 낮습니다. 이는 온도 변화에 따라 크기 변화가 상대적으로 적다는 것을 의미합니다. 하지만 열팽창 계수가 낮다고 해서 열팽창이 전혀 없다는 것은 아닙니다. 극심한 온도 변화에서는 아주 작은 팽창이라도 웨이퍼 스캐닝의 나노 단위 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.
웨이퍼 스캐닝 과정에서 열팽창이 발생하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 작업장의 온도 변화, 장비 부품 작동으로 발생하는 열, 그리고 레이저 가공으로 인한 순간적인 고온은 모두 화강암 베이스가 "온도 변화에 따른 팽창 및 수축"을 유발합니다. 베이스가 열팽창을 겪으면 가이드 레일의 직진도와 플랫폼의 평탄도가 어긋나 웨이퍼 테이블의 이동 궤적이 부정확해질 수 있습니다. 또한 지지하는 광학 부품이 이동하여 스캐닝 빔이 "편차"될 수 있습니다. 장시간 연속 작업 시에도 오류가 누적되어 정확도가 점점 더 저하됩니다.
하지만 걱정하지 마세요. 이미 해결책이 있습니다. 재료 측면에서는 열팽창 계수가 낮은 화강암 광맥을 선택하여 시효 처리를 진행합니다. 온도 제어 측면에서는 작업장 온도를 23±0.5℃ 이하로 정밀하게 제어하고, 바닥에는 능동형 방열 장치를 설계할 것입니다. 구조 설계 측면에서는 대칭형 구조와 유연한 지지대를 채택하고, 온도 센서를 통해 실시간 모니터링을 수행합니다. 열 변형으로 인한 오차는 알고리즘을 통해 동적으로 보정됩니다.
ASML 리소그래피 장비와 같은 고급 장비는 이러한 방식을 통해 화강암 기판의 열팽창 효과를 매우 작은 범위 내로 유지하여 웨이퍼 스캐닝 정확도를 나노미터 수준에 도달할 수 있도록 합니다. 따라서 화강암 기판을 적절히 제어하는 한, 웨이퍼 스캐닝 장비에 있어 화강암 기판은 여전히 신뢰할 수 있는 선택입니다.
게시 시간: 2025년 6월 12일