W wyścigu o litografię High-NA EUV sztywność i waga materiału mają kluczowe znaczenie. Zaawansowana ceramika (Al₂O₃ / SiC) oferuje moduł Younga wynoszący 380 GPa-prawie dwukrotnie większy niż stal-przy połowie masy. Dzięki przewodności cieplnej wynoszącej 30 W/m • K elementy te umożliwiają szybkie pozycjonowanie z-przyspieszeniem wymaganym do produkcji chipów o wartości poniżej 5 nm $.
1. Pokonanie bezwładności przy użyciu materiałów o wysokiej-sztywności i niskiej-masie
Etapy płytek-o dużej prędkości wymagają ekstremalnego przyspieszenia bez oscylacji strukturalnych.Elementy ceramicznezapewniają najwyższy dostępny stosunek sztywności-do-masy. Dzięki gęstości zaledwie 3,9 g/cm3 ceramiczne belki i suwaki umożliwiają szybsze cykle produkcyjne i większe ruchy siły G-, przy jednoczesnym zachowaniu dokładności pozycjonowania ± 10 nm na ścieżce skanowania.
2. Przewodność cieplna i wyzwania związane z obciążeniami cieplnymi EUV
Litografia w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV) generuje znaczne ciepło w próżni. W przeciwieństwie do metali, które rozszerzają się i wypaczają, tlenek glinu (Al₂O₃) i węglik krzemu (SiC) mają wysoką przewodność cieplną i niską rozszerzalność. Ta kombinacja zapewnia efektywne rozpraszanie ciepła bez powodowania „dryfu” na poziomie mikronów-, który psuje ostrość projekcji litograficznej.
3. Dlaczego ceramika jest idealnym materiałem do środowisk próżniowych?
Procesy-frontendowe półprzewodników zachodzą w-ultrawysokiej próżni, gdzie głównym problemem jest odgazowanie. Ceramika jest chemicznie stabilna i nie powoduje odgazowania, co gwarantuje, że integralność próżni nigdy nie zostanie naruszona. Ich nie-porowata powierzchnia upraszcza również proces czyszczenia, spełniając rygorystyczne protokoły dotyczące zanieczyszczeń obowiązujące w środowiskach półprzewodników klasy 10.
4. Szlifowanie precyzyjne: uzyskiwanie tolerancji geometrycznych poniżej-mikronów
Twardość ceramiki (twardość Vickersa > 1500) sprawia, że jest ona trudna w obróbce, ale po wykończeniu jest niezwykle stabilna. UNPARALLELED wykorzystuje specjalistyczne szlifowanie diamentowe, aby uzyskać płaskość i równoległość mniejszą lub równą 0,5 μm. Dzięki temu łożyska powietrzne lub uchwyty podciśnieniowe zamontowane na tych elementach działają z doskonałą-konsystencją filmu.
5. Właściwości niemagnetyczne w zastosowaniach związanych z wiązką elektronów
W przypadku litografii lub inspekcji za pomocą wiązki elektronów (wiązki elektronowej) zakłócenia magnetyczne są niedopuszczalne. Ceramika jest z natury nie-magnetyczna i izoluje elektrycznie, zapewniając neutralne środowisko dla wrażliwych wiązek. Zapobiega to wpływowi zakłóceń elektromagnetycznych na trajektorię elektronów, zapewniając, że wzory w nanoskali zostaną wytrawione lub sprawdzone z absolutną wiernością.
Porównanie wydajności ceramiki i metalu
|
Nieruchomość |
Tlenek glinu (Al₂O₃) |
Stal nierdzewna |
Stop aluminium |
|---|---|---|---|
|
Moduł Younga (GPa) |
350 - 380 |
200 |
70 |
|
Gęstość (g/cm3) |
3.9 |
7.9 |
2.7 |
|
Rozszerzalność cieplna (10⁻⁶/K) |
7.2 - 8.2 |
16.0 |
23.0 |
|
Twardość (HV) |
1,500 - 1,800 |
200 |
100 |
|
Wpływ magnetyczny |
Nic |
Wysoki/Średni |
Nic |
Często zadawane pytania: Ceramika precyzyjna w przemyśle
P1: Czy 99% tlenku glinu jest lepsze niż 95% w przypadku części precyzyjnych?
O: Tak. Wyższa czystość (99%+) zapewnia lepszą wytrzymałość mechaniczną, wyższą wytrzymałość dielektryczną i doskonałą odporność na korozję, które są niezbędne w ekstremalnych warunkach występujących podczas trawienia lub litografii plazmowej półprzewodników.
P2: Czy możesz produkować niestandardowe ceramiczne łożyska powietrzne?
O: Tak. Specjalizujemy się w ceramicznych elementach łożysk powietrznych OEM. Łącząc sztywność ceramiki z naszym precyzyjnym szlifem, tworzymy powierzchnie nośne powietrza, które utrzymują stałą wysokość much poniżej{{2}mikron-w dużych zakresach przesuwu.
P3: Jak radzisz sobie z kruchością materiałów ceramicznych?
Odp.: Chociaż ceramika jest krucha, jest niezwykle wytrzymała na ściskanie. Korzystamy z analizy elementów skończonych (FEA) w celu optymalizacji projektów, zapewniając uniknięcie koncentracji naprężeń i pełne wykorzystanie wysokiego modułu materiału w celu uzyskania sztywności.
P4: Jaki jest typowy czas realizacji niestandardowych elementów ceramicznych?
Odp.: Ze względu na złożone procesy wypalania i szlifowania diamentów, czas realizacji wynosi zwykle od 8 do 12 tygodni. Jednakże nasz zintegrowany łańcuch dostaw pozwala nam przyspieszyć tworzenie prototypów dla kluczowych projektów badawczo-rozwojowych w sektorze półprzewodników.
P5: Czy ceramika nadaje się do zastosowań-w wysokich temperaturach?
O: Bardzo. Ceramika z tlenku glinu zachowuje integralność strukturalną w temperaturach przekraczających 1500 stopni, co czyni ją idealną do urządzeń do obróbki cieplnej zarówno w przemyśle półprzewodników, jak i lotniczym.
P6: Jak sprawdzić dokładność elementu ceramicznego?
Odp.: Do weryfikacji wszystkich wymiarów używamy maszyn CMM (współrzędnościowych maszyn pomiarowych) z sondami-z końcówkami rubinowymi i interferometrami laserowymi. Do każdej części dołączony jest szczegółowy raport z kontroli potwierdzający, że spełnia ona wymagane tolerancje w μm.