Ako výroba polovodičov postupuje do éry nižších ako -5 nm a EUV (extrémne ultrafialové žiarenie), hromada tolerancií- naprieč litografickými systémami vstúpila do oblasti nanometrov. V tomto meradle sú výkonnostné limity tradičných materiálov-najmä žuly čoraz zreteľnejšie.
Pre výrobcov OEM polovodičovej litografie a presných výrobcov v oblasti letectva už nie sú keramické metrologické nástroje v letectve a kozmickom priemysle len okrajom-a rýchlo sa stávajú nevyhnutnými. Medzi nimi sa objavujú artefakty merania karbidu kremíka ako nový štandard pre stabilitu merania na-úrovni nanometrov.
Posun materiálu: Od žuly ku karbidu kremíka
Žula je už dlho priemyselným štandardompresné meraniekvôli jeho:
კარგი tlmenie vibrácií
Dobrá rozmerová stálosť
Efektívnosť nákladov-pre veľké stavby
V litografických systémoch ďalšej{0}}generácie však tieto výhody už nestačia.
Karbid kremíka (SiC), najmä reakčne -viazané alebo Si-SiC kompozity, ponúka zásadne odlišný profil výkonnosti-, ktorý je v súlade s požiadavkami na nanometrovú-rozsah.
Mechanická prevaha: Mimoriadne-vysoká tuhosť pre nanometrovú presnosť
Najkritickejším diferenciátorom je modul pružnosti (Youngov modul):
Si–SiC ceramic: >400 GPa
Nástrojová oceľ: ~200 GPa
Žula: ~50–70 GPa
To znamená, že karbid kremíka je:
Viac ako 3× tuhšie ako oceľ
Až 8× tuhšie ako žula
Technický dopad:
Vyššia tuhosť sa priamo premieta do:
Znížená deformácia konštrukcie pri zaťažení
Vyššia vlastná frekvencia (menšia náchylnosť na vibrácie)
Vylepšená dynamická odozva vo vysoko{0}}systémoch určovania polohy
V prípade artefaktov merania karbidu kremíka to zaisťuje integritu merania aj pri rýchlom pohybe a podmienkach zrýchlenia typických pre etapy litografie.
Tepelná kompatibilita: Zodpovedajúce optické systémy v EUV litografii
V litografických systémoch EUV je tepelný nesúlad kritickým bodom zlyhania.
Karbid kremíka ponúka koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE), ktorý sa približuje pokročilým optickým materiálom, ako sú:
Zerodur
Tavený oxid kremičitý
Sklo s ultra{0}}nízkou rozťažnosťou (ULE).
Prečo je to dôležité:
Eliminuje relatívny posun medzi metrologickým rámom a optickými komponentmi
Udržuje presnosť zarovnania v nanometrovej mierke
Umožňuje stabilnú prevádzku pri tepelnom cyklovaní
Žula, aj keď je stabilná, nemôže dosiahnuť túto úroveň tepelnej kompatibility s optickými systémami.
Stabilita merania na-úrovni nanometrov: skutočný štandard
Pri nanometrovom rozlíšení nie je stabilita len o statickej plochosti-zahŕňa:
Dynamická deformácia pri pohybe
Tepelný drift v priebehu času
Dotvarovanie a starnutie materiálu
Karbid kremíka vyniká vo všetkých troch rozmeroch:
1. Minimálny tepelný drift
Nízky CTE zaisťuje zanedbateľnú rozmerovú zmenu pri kolísaní teploty
2. Vysoká dynamická stabilita
Vysoká tuhosť znižuje premiestnenie-spôsobené vibráciami
3. Dlhodobá-stabilita materiálu
Žiadne vnútorné pohyby zŕn alebo mikro{0}}tečenie typické pre prírodný kameň
Výsledok: Skutočná stabilita merania na-úrovni nanometrov, ktorá umožňuje spoľahlivé prekrytie a zarovnanie v polovodičových procesoch.
Integrita povrchu a odolnosť proti opotrebovaniu
Ďalšou kritickou výhodou keramických metrologických nástrojov v letectve a kozmickom priemysle je povrchový výkon:
Extrémne vysoká tvrdosť (druhá po materiáloch triedy diamantu-)
उत्कृष्ट odolnosť proti opotrebeniu
Nízka tvorba častíc (kritické pre prostredie čistých priestorov)
Vďaka tomu je karbid kremíka ideálny pre:
Presné meradlá
Referenčné artefakty
Optické vyrovnávacie štruktúry
Naproti tomu žulové povrchy, hoci sú stabilné, sú pri dlhšom používaní náchylnejšie na mikro{0}}opotrebenie a kontamináciu.
Prečo si polovodičová litografia vyžaduje keramickú metrológiu
EUV litografické systémy fungujú v extrémnych podmienkach:
Požiadavky na pod-nanometrové prekrytie
Vysoká{0}}rýchlosť pohybu doštičky
Prostredia s prísnou reguláciou teploty
Za týchto podmienok nie sú artefakty merania karbidu kremíka len výhodné-ale sú nevyhnutné.
Umožňujú:
Stabilné referenčné rámy pre optické zarovnanie
Vysokorýchlostná metrológia bez štrukturálneho oneskorenia
Konzistentná presnosť počas dlhých výrobných cyklov
Bez takýchto materiálov je dosiahnutie presnosti vzorovania čipov ďalšej{0}}generácie čoraz ťažšie.
Extending Beyond Semiconductors: Aerospace Precision Applications
Výhody karbidu kremíka sú rovnako cenné v leteckom priemysle:
Vysoká{0}}kontrola komponentov
Veľkoplošné-systémy merania súradníc
Tepelne-stabilné prípravky pre kompozitné konštrukcie
Pre keramické metrologické nástroje v leteckom a kozmickom priemysle zaisťuje kombinácia tuhosti, tepelnej stability a odolnosti proti opotrebovaniu spoľahlivý výkon v náročných prostrediach.
Kedy prejsť zo žuly na keramiku
Zvážte prechod na karbid kremíka, keď:
Rozlíšenie merania sa blíži k nanometrovej škále
Vyžaduje sa tepelné prispôsobenie optickým alebo kompozitným materiálom
Vysoký dynamický pohyb ovplyvňuje presnosť merania
Kompatibilita s čistými priestormi je rozhodujúca
Musí byť zaručená dlhodobá{0} stabilita bez rekalibračného posunu
Záver: Umožnenie ďalšej éry presného inžinierstva
Prechod zo žuly na karbid kremíka predstavuje zásadný posun v materiáloch pre presné strojárstvo.
Ponukou:
Ultra-high stiffness (>400 GPa)
उत्कृष्ट tepelná kompatibilita
Vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu
Skutočná stabilita merania na{0}}nanometrovej úrovni
Artefakty merania karbidu kremíka nanovo definujú to, čo je možné v polovodičovej litografii a leteckej metrológii.
V spoločnosti Unparalleled Group vyvíjame pokročilé keramické metrologické nástroje v leteckom a kozmickom priemysle, ktoré sú navrhnuté tak, aby spĺňali extrémne požiadavky -výroby novej generácie-, ktoré pomáhajú našim partnerom dosiahnuť prelomový výkon v oblasti presnosti, rýchlosti a spoľahlivosti.