Pusvadītāju ražošanai virzoties uz sub-5 nm un EUV (ekstremālā ultravioletā starojuma) laikmetu, litogrāfijas sistēmu tolerances kopa-ir nonākusi nanometru jomā. Šādā mērogā tradicionālo materiālu -īpaši granīta veiktspējas ierobežojumi kļūst arvien skaidrāki.
Pusvadītāju litogrāfijas oriģinālo iekārtu ražotājiem un kosmosa precizitātes ražotājiem keramikas metroloģijas rīki aerokosmiskās lietojumprogrammas vairs nav niša,{0}}tie strauji kļūst būtiski svarīgi. Starp tiem silīcija karbīda mērījumu artefakti kļūst par jaunu nanometru līmeņa mērījumu stabilitātes etalonu.
Materiālu maiņa: no granīta uz silīcija karbīdu
Granīts jau sen ir bijis nozares standartsprecizitātes mērīšanatās dēļ:
კარგი vibrāciju slāpēšana
Laba izmēru stabilitāte
Izmaksu{0}}efektivitāte lielām konstrukcijām
Taču nākamās{0}}paaudzes litogrāfijas sistēmās šīs priekšrocības vairs nav pietiekamas.
Silīcija karbīds (SiC), jo īpaši reakcijas{0}}saistītie vai Si–SiC kompozītmateriāli, piedāvā būtiski atšķirīgu veiktspējas profilu,-kas atbilst nanometru-mēroga prasībām.
Mehāniskā pārākums: īpaši{0}}augsta stingrība nanometru precizitātei
Vissvarīgākais diferenciators ir elastības modulis (Young's modulis):
Si–SiC ceramic: >400 GPa
Instrumentu tērauds: ~200 GPa
Granīts: ~50–70 GPa
Tas nozīmē, ka silīcija karbīds ir:
Vairāk nekā 3 reizes stingrāki nekā tērauds
Līdz 8x stingrāks par granītu
Inženiertehniskā ietekme:
Lielāka stingrība tieši nozīmē:
Samazināta konstrukcijas deformācija zem slodzes
Augstāka dabiskā frekvence (mazāka jutība pret vibrācijām)
Uzlabota dinamiskā reakcija ātrdarbīgās{0}}pozicionēšanas sistēmās
Silīcija karbīda mērījumu artefaktiem tas nodrošina mērījumu integritāti pat straujas kustības un paātrinājuma apstākļos, kas raksturīgi litogrāfijas posmiem.
Termiskā saderība: optisko sistēmu saskaņošana EUV litogrāfijā
EUV litogrāfijas sistēmās termiskā neatbilstība ir kritisks atteices punkts.
Silīcija karbīds piedāvā termiskās izplešanās koeficientu (CTE), kas cieši atbilst progresīviem optiskiem materiāliem, piemēram:
Zerodur
Kausēts silīcija dioksīds
Īpaši-zemas izplešanās (ULE) stikls
Kāpēc tas ir svarīgi:
Novērš relatīvo novirzi starp metroloģisko rāmi un optiskajiem komponentiem
Saglabā izlīdzināšanas precizitāti nanometru mērogā
Nodrošina stabilu darbību termiskā cikla laikā
Granīts, lai arī tas ir stabils, nevar sasniegt šo termiskās savietojamības līmeni ar optiskajām sistēmām.
Nanometra{0}}līmeņa mērīšanas stabilitāte: īstais etalons
Nanometra izšķirtspējā stabilitāte nav tikai statiska plakana,{0}}tā ietver:
Dinamiska deformācija kustības laikā
Termiskā novirze laika gaitā
Materiāla šļūde un novecošanās uzvedība
Silīcija karbīds ir izcils visās trīs dimensijās:
1. Minimālā termiskā novirze
Zems CTE nodrošina nenozīmīgas izmēru izmaiņas temperatūras svārstību apstākļos
2. Augsta dinamiskā stabilitāte
Augsta stingrība samazina vibrāciju{0}}izraisīto pārvietošanos
3. Ilgtermiņa-materiāla stabilitāte
Nav iekšējas graudu kustības vai dabiskajam akmenim raksturīgas mikro-slīdes
Rezultāts: patiesa nanometra{0}}līmeņa mērījumu stabilitāte, kas nodrošina drošu pārklājumu un izlīdzināšanu pusvadītāju procesos.
Virsmas integritāte un nodilumizturība
Vēl viena būtiska keramikas metroloģijas instrumentu priekšrocība kosmosa lietojumos ir virsmas veiktspēja:
Īpaši augsta cietība (otrā pēc dimanta{0}}klases materiāliem)
उत्कृष्ट nodilumizturība
Zema daļiņu veidošanās (kritiski tīras telpas vidē)
Tādējādi silīcija karbīds ir ideāls:
Precīzijas mērītāji
Atsauces artefakti
Optiskās izlīdzināšanas struktūras
Turpretim granīta virsmas, lai arī tās ir stabilas, ir jutīgākas pret mikro-nodilumu un piesārņojumu ilgstošas lietošanas laikā.
Kāpēc pusvadītāju litogrāfijai ir nepieciešama keramikas metroloģija?
EUV litogrāfijas sistēmas darbojas ekstremālos apstākļos:
Apakš-nanometra pārklājuma prasības
Liela{0}}vafeļu skatuves kustība
Stingras termiskās kontroles vide
Šādos apstākļos silīcija karbīda mērījumu artefakti ir ne tikai izdevīgi,{0}}tie ir nepieciešami.
Tie ļauj:
Stabili atskaites rāmji optiskai izlīdzināšanai
Ātrgaitas{0}}metroloģija bez strukturālas nobīdes
Konsekventa precizitāte garos ražošanas ciklos
Bez šādiem materiāliem nākamās{0}}paaudzes mikroshēmu rakstīšanas precizitātes sasniegšana kļūst arvien grūtāka.
Izvēršana ārpus pusvadītājiem: aviācijas un kosmosa precizitātes lietojumprogrammas
Silīcija karbīda priekšrocības ir vienlīdz vērtīgas kosmosa ražošanā:
Augstas{0}}precizitātes komponentu pārbaude
Liela{0}}mēroga koordinātu mērīšanas sistēmas
Termiski stabilas armatūras{0}}kompozītmateriālu konstrukcijām
Keramikas metroloģijas instrumentiem kosmosa lietojumos stingrības, termiskās stabilitātes un nodilumizturības kombinācija nodrošina uzticamu veiktspēju prasīgās vidēs.
Kad pāriet no granīta uz keramiku
Apsveriet jaunināšanu uz silīcija karbīdu, ja:
Mērījumu izšķirtspēja tuvojas nanometru skalai
Nepieciešama termiskā saskaņošana ar optiskiem vai kompozītmateriāliem
Augsta dinamiska kustība ietekmē mērījumu precizitāti
Tīras telpas saderība ir ļoti svarīga
Ilgtermiņa stabilitāte-jāgarantē bez atkārtotas kalibrēšanas novirzes
Secinājums: nākamā precīzās inženierijas laikmeta iespējošana
Pāreja no granīta uz silīcija karbīdu ir būtiskas izmaiņas precīzijas inženiertehniskajos materiālos.
Piedāvājot:
Ultra-high stiffness (>400 GPa)
उत्कृष्ट termiskā saderība
Izcila nodilumizturība
Patiesa nanometra{0}}līmeņa mērījumu stabilitāte
silīcija karbīda mērījumu artefakti no jauna definē to, kas ir iespējams pusvadītāju litogrāfijā un kosmosa metroloģijā.
Uzņēmumā Unparalleled Group mēs izstrādājam progresīvus keramikas metroloģijas rīku risinājumus aviācijas un kosmosa jomā, kas izstrādāti, lai atbilstu ārkārtējām nākamās -paaudzes ražošanas-prasībām, palīdzot mūsu partneriem sasniegt izcilu veiktspēju precizitātes, ātruma un uzticamības jomā.