A High{0}}NA EUV litográfiáért folytatott versenyben az anyag merevsége és súlya kritikus. Az Advanced Ceramics (Al₂O₃ / SiC) 380 GPa-s Young-modulus-közel kétszerese az acélénak-, feleannyi tömeg mellett. 30 W/m • K hővezető képességükkel ezek az alkatrészek lehetővé teszik az 5 nm$ alatti chipgyártáshoz szükséges gyors, nagy-gyorsulású pozicionálást.
1. A tehetetlenség leküzdése nagy-merevségű, kis-tömegű anyagokkal
A nagy sebességű szelet{0}}fokozatok extrém gyorsulást igényelnek szerkezeti oszcilláció nélkül.Kerámia alkatrészeka lehető legmagasabb merevség-/-tömeg arányt biztosítsa. A mindössze 3,9 g/cm³ sűrűségű kerámia gerendák és csúszkák gyorsabb gyártási ciklust és nagyobb G-erőmozgást tesznek lehetővé, miközben megtartják a ± 10 nm-es pozicionálási pontosságot a pásztázási útvonalon.
2. Hővezetőképesség és az EUV hőterhelések kihívása
Az extrém ultraibolya (EUV) litográfia jelentős hőt termel vákuumban. Ellentétben a táguló és vetemedő fémekkel, az alumínium-oxidnak (Al2O3) és a szilícium-karbidnak (SiC) nagy a hővezető képessége és alacsony a tágulása. Ez a kombináció biztosítja a hő hatékony eloszlását anélkül, hogy a mikron-szintű "sodródást" okozná, ami tönkreteszi a litográfiai vetítés fókuszát.
3. Miért a kerámia az ideális anyag vákuumos környezetben?
A félvezető{0}}elülső folyamatok ultra-nagy vákuumokban fordulnak elő, ahol a gázkibocsátás komoly gondot okoz. A kerámiák kémiailag stabilak, és nincs gázkibocsátás, így a vákuum integritása soha nem sérül. Nem-porózus felületük a tisztítási folyamatot is leegyszerűsíti, és megfelel a 10. osztályú félvezető környezet szigorú szennyeződési protokolljának.
4. Precíziós köszörülés: A-mikron geometriai tűrés elérése
A kerámiák keménysége (Vickers keménység > 1500) megnehezíti a megmunkálását, de hihetetlenül stabilak, miután elkészültek. Az UNPARALLELED speciális gyémántcsiszolást használ a 0,5 μm vagy annál kisebb síkság és párhuzamosság eléréséhez. Ez biztosítja, hogy az ezekre az alkatrészekre szerelt légcsapágyak vagy vákuumtokmányok tökéletes folyadék-film állaggal működjenek.
5. Nem{1}}mágneses tulajdonságok elektronsugaras alkalmazásokhoz
Elektronsugaras (e-sugaras) litográfiánál vagy vizsgálatnál a mágneses interferencia elfogadhatatlan. A kerámiák természetesen nem-mágnesesek és elektromosan szigetelnek, így semleges környezetet biztosítanak az érzékeny sugarak számára. Ez megakadályozza, hogy az elektromágneses zavarok befolyásolják az elektronok röppályáját, biztosítva, hogy a nanoméretű mintázatok abszolút pontossággal legyenek bevésve vagy ellenőrizve.
Kerámia és fém teljesítményének összehasonlítása
|
Ingatlan |
Alumínium-oxid (Al2O3) |
Rozsdamentes acél |
Alumínium ötvözet |
|---|---|---|---|
|
Young's Modulus (GPa) |
350 - 380 |
200 |
70 |
|
Sűrűség (g/cm³) |
3.9 |
7.9 |
2.7 |
|
Hőtágulás (10⁻⁶/K) |
7.2 - 8.2 |
16.0 |
23.0 |
|
Keménység (HV) |
1,500 - 1,800 |
200 |
100 |
|
Mágneses Befolyás |
Egyik sem |
Magas/Közepes |
Egyik sem |
GYIK: Precíziós kerámia az iparban
1. kérdés: A 99%-os alumínium-oxid jobb, mint a 95%-os precíziós alkatrészek esetében?
V: Igen. A nagyobb tisztaság (99%+) jobb mechanikai szilárdságot, nagyobb dielektromos szilárdságot és kiváló korrózióállóságot biztosít, amelyek létfontosságúak a félvezető plazmamaratásakor vagy litográfiájában előforduló szélsőséges körülmények között.
Q2: Készíthet egyedi kerámia légcsapágyakat?
V: Igen. OEM kerámia légcsapágyakkal foglalkozunk. A kerámia merevségét a precíziós csiszolással kombinálva olyan légcsapágyfelületeket hozunk létre, amelyek állandóan megtartják a -mikron alatti-magasságot nagy utazási tartományokban.
Q3: Hogyan kezeli a kerámia anyagok ridegségét?
V: Bár a kerámiák törékenyek, hihetetlenül erősek a tömörítésben. Végeselem-elemzést (FEA) használunk a tervek optimalizálására, biztosítva, hogy elkerüljük a feszültségkoncentrációkat, és hogy az anyag nagy modulusát teljes mértékben kihasználjuk a merevség érdekében.
4. kérdés: Mi az egyedi kerámia alkatrészek jellemző átfutási ideje?
V: A bonyolult égetési és gyémántcsiszolási folyamatok miatt az átfutási idő általában 8-12 hét. Integrált ellátási láncunk azonban lehetővé teszi számunkra, hogy felgyorsítsuk a prototípusok elkészítését a félvezető szektor kritikus K+F projektjeihez.
5. kérdés: Alkalmasak a kerámiák magas hőmérsékletű{1}} alkalmazásokhoz?
V: Túlságosan is. Az alumínium-oxid kerámiák 1500 fokot meghaladó hőmérsékleten is megőrzik szerkezeti integritásukat, így ideálisak hőfeldolgozó berendezésekhez mind a félvezető-, mind a repülőgépiparban.
6. kérdés: Hogyan ellenőrizhetem a kerámia alkatrész pontosságát?
V: CMM-et (Coordinate Measuring Machines) használunk rubin{0}}végű szondákkal és lézeres interferométerekkel az összes méret ellenőrzésére. Minden alkatrészt részletes vizsgálati jelentéssel szállítunk, amely megerősíti, hogy megfelel a kért μm-tűréseknek.