Kuna pooljuhtide tootmine areneb sub-5 nm ja EUV (äärmuslik ultraviolettkiirgus) ajastusse, on litograafiasüsteemide tolerantsi-kasv jõudnud nanomeetrite valdkonda. Sellises mastaabis muutuvad traditsiooniliste materjalide,{4}}eriti graniidi jõudluspiirangud üha selgemaks.
Pooljuhtlitograafia originaalseadmete tootjate ja kosmosesõiduki täppistootjate jaoks ei ole keraamilised metroloogia tööriistad kosmosealased rakendused enam nišiks{0}}need muutuvad kiiresti hädavajalikuks. Nende hulgas on ränikarbiidi mõõtmise artefaktid tõusmas nanomeetri -taseme mõõtmise stabiilsuse uueks etaloniks.
Materjali nihe: graniidilt ränikarbiidile
Graniit on pikka aega olnud tööstuse standardtäpsusmõõtminetänu sellele:
კარგი vibratsiooni summutus
Hea mõõtmete stabiilsus
Kulutasu{0}}suurte struktuuride puhul
Järgmise{0}}põlvkonna litograafiasüsteemides neist eelistest aga enam ei piisa.
Ränikarbiid (SiC), eriti reaktsiooni{0}}liimitud või Si-SiC komposiidid, pakub põhimõtteliselt erinevat toimivusprofiili,-mis vastab nanomeetri-skaala nõuetele.
Mehaaniline paremus: üli{0}}kõrge jäikus nanomeetri täpsuse jaoks
Kõige kriitilisem diferentseerija on elastsusmoodul (Youngi moodul):
Si–SiC ceramic: >400 GPa
Tööriistateras: ~200 GPa
Graniit: ~50–70 GPa
See tähendab, et ränikarbiid on:
Üle 3x jäigem kui teras
Kuni 8 korda jäigem kui graniit
Tehniline mõju:
Suurem jäikus tähendab otse:
Vähendatud konstruktsiooni deformatsioon koormuse all
Kõrgem loomulik sagedus (väiksem vastuvõtlikkus vibratsioonile)
Täiustatud dünaamiline reageerimine{0}}kiiretes positsioneerimissüsteemides
Ränikarbiidi mõõtmise artefaktide puhul tagab see mõõtmise terviklikkuse isegi litograafiaetappidele tüüpilistes kiirete liikumis- ja kiirendustingimustes.
Termiline ühilduvus: optiliste süsteemide sobitamine EUV litograafias
EUV litograafiasüsteemides on termiline ebakõla kriitiline tõrkepunkt.
Ränikarbiidil on soojuspaisumistegur (CTE), mis sobib täpselt selliste täiustatud optiliste materjalidega nagu:
Zerodur
Sulatatud ränidioksiid
Ultra-madala paisumisega (ULE) klaas
Miks see oluline on:
Kõrvaldab suhtelise triivi metroloogiaraami ja optiliste komponentide vahel
Säilitab joondamise täpsuse nanomeetri skaalal
Võimaldab stabiilse töö termilise tsükli korral
Graniit, kuigi stabiilne, ei suuda saavutada optiliste süsteemidega sellist termilise ühilduvuse taset.
Nanomeeter{0}}taseme mõõtmise stabiilsus: tõeline etalon
Nanomeetrilise eraldusvõime korral ei tähenda stabiilsus ainult staatilist tasasust,{0}}see hõlmab järgmist:
Dünaamiline deformatsioon liikumisel
Termiline triiv aja jooksul
Materjali roomamine ja vananemiskäitumine
Ränikarbiid paistab silma kõigis kolmes mõõtmes:
1. Minimaalne termiline triiv
Madal CTE tagab tühise mõõtmete muutuse temperatuurimuutuste korral
2. Kõrge dünaamiline stabiilsus
Suur jäikus vähendab vibratsiooni{0}}indutseeritud nihkumist
3. Pikaajaline-materjali stabiilsus
Puudub looduslikule kivile omane terade sisemine liikumine ega mikro{0}}libisemine
Tulemus: tõeline nanomeetri{0}}taseme mõõtmise stabiilsus, mis võimaldab pooljuhtprotsessides usaldusväärset ülekatet ja joondust.
Pinna terviklikkus ja kulumiskindlus
Veel üks keraamiliste metroloogiatööriistade kosmoserakenduste kriitiline eelis on pinna jõudlus:
Äärmiselt kõrge kõvadus (teemant{0}}klassi materjalide järel teisel kohal)
उत्कृष्ट kulumiskindlus
Madal osakeste teke (oluline puhta ruumi keskkonnas)
See muudab ränikarbiidi ideaalseks:
Täppismõõturid
Viiteobjektid
Optilised joondusstruktuurid
Seevastu graniitpinnad, kuigi stabiilsed, on pikaajalisel kasutamisel vastuvõtlikumad mikro{0}}kulumisele ja saastumisele.
Miks pooljuhtlitograafia nõuab keraamilist metroloogiat?
EUV litograafiasüsteemid töötavad ekstreemsetes tingimustes:
Alam-nanomeetri ülekatte nõuded
Kiire{0}}vahvli lava liikumine
Range termilise kontrolli keskkonnad
Nendes tingimustes ei ole ränikarbiidi mõõtmise artefaktid mitte ainult kasulikud,{0}}need on vajalikud.
Need võimaldavad:
Stabiilsed võrdlusraamid optiliseks joondamiseks
Kiire{0}}metroloogia ilma struktuurse viivituseta
Ühtlane täpsus pikkade tootmistsüklite jooksul
Ilma selliste materjalideta muutub järgmise{0}}põlvkonna kiibi mustri täpsuse saavutamine üha keerulisemaks.
Laienemine väljaspool pooljuhte: lennunduse täppisrakendused
Ränikarbiidi eelised on kosmosetööstuses võrdselt väärtuslikud:
Komponentide ülitäpne{0}}kontroll
Suuremahulised{0}}koordinaatide mõõtmissüsteemid
Termiliselt{0}}stabiilsed kinnitused komposiitkonstruktsioonidele
Lennunduses kasutatavate keraamiliste metroloogiatööriistade puhul tagab jäikuse, termilise stabiilsuse ja kulumiskindluse kombinatsioon usaldusväärse jõudluse nõudlikes keskkondades.
Millal minna üle graniidilt keraamikale
Kaaluge ränikarbiidile üleminekut järgmistel juhtudel:
Mõõtmislahutus läheneb nanomeetri skaalale
Nõutav on termiline sobitamine optiliste või komposiitmaterjalidega
Suur dünaamiline liikumine mõjutab mõõtmise täpsust
Puhasruumi ühilduvus on kriitiline
Pikaajaline{0}}stabiilsus peab olema tagatud ilma ümberkalibreerimiseta
Järeldus: täppistehnika järgmise ajastu võimaldamine
Üleminek graniidilt ränikarbiidile kujutab endast põhjapanevat nihet täppistehnilistes materjalides.
Pakkudes:
Ultra-high stiffness (>400 GPa)
उत्कृष्ट termiline ühilduvus
Suurepärane kulumiskindlus
Tõeline nanomeetri{0}}taseme mõõtmise stabiilsus
ränikarbiidi mõõtmise artefaktid määratlevad uuesti pooljuhtide litograafias ja kosmosemetroloogias võimaliku.
Ettevõttes Unparalleled Group arendame täiustatud keraamiliste metroloogiatööriistade lahendusi kosmosetööstuses, mis on loodud vastama järgmise -põlvkonna tootmise-äärmuslikele nõudmistele, aidates meie partneritel saavutada läbimurdelist jõudlust täpsuse, kiiruse ja töökindluse vallas.