Чип өндіруге арналған литографиялық машиналарда көрінбейтін қате миллиондаған доллар тұратын пластиналарды бұзуы мүмкін. Мұндағы әрбір микрометр ығысуы наноөлшемді тізбектердің табысы немесе сәтсіздігі үшін өте маңызды, ал бұл дәлдік биін қолдайтын өзек - бүгінгі басты кейіпкеріміз:кремний карбиді керамикалық материалы– бұл микроскопиялық әлемдегі тұрақтандырушы күш сияқты, экстремалды ортада заманауи жартылай өткізгіш өнеркәсібінің дәлдік тіршілік сызығын қорғайды.
1, Керамика чиптерімен кездескенде: Дәлдіктегі ең үлкен сынақ
Литография машиналарының дәлдік керамикалық компоненттері бір уақытта үш рөл атқаруы керек:
Өте тұрақты негіз: әсер ету сәтінде бірнеше тонна қысымға төтеп береді, бірақ қозғалмайды.
Температураны бақылау: лазердің жоғары термиялық соққысы кезінде термиялық тұрақтылықты сақтайды.
Vacuum Guardian: нөлдік діріл ортасында атом деңгейінің жазықтығын он жыл бойы сақтайды.
Дәстүрлі металл материалдары термиялық кеңею мен жиырылу салдарынан «микро дірілдер» тудырады, ал полимерлі материалдар плазмалық коррозияға төтеп беру қиын. Кремний карбидті керамикасы, ерекше кристалдық құрылымымен, қаттылық, жылу өткізгіштік және деформацияға төзімділік тұрғысынан тамаша тепе-теңдікке қол жеткізеді, бұл оларды литография машиналарының негізгі компоненттері үшін ең жақсы таңдау етеді.
2, нано деңгейдегі дәлдіктегі «көрінбейтін күзетші»
Нидерландыдағы ASML, Жапониядағы NIKON және CANON сияқты жоғары деңгейлі литография машиналарында кремний карбиді керамикасы дәл өндіріс ережелерін үнсіз қайта жазып жатыр:
Маска кезеңі: алтынмен тең бағалы фотомасканы алып жүру, жоғары жылдамдықты қозғалыс кезінде нанометр деңгейінде позициялау дәлдігін сақтау.
Шағылыстыратын айна негізі: Бетінің кедір-бұдырлығы өте аз, тіпті айна бетінен де тегіс.
Вакуумдық камера: Он жыл пайдаланғаннан кейін деформация адам шашының мыңнан бір бөлігінен аз
Бұл «ақылға сыймайтын» тұрақтылық кремний карбидті материалдарының үштік гендерінен туындайды:
1. Термиялық кеңею коэффициенті нөлге жақындайды: -150 ℃-тан 500 ℃-қа дейін «мұздатылған жас» дерлік
2. Болаттан үш есе қатты: бөлшектердің бомбалануынан туындаған микроскопиялық зақымға төзімді
3. Өздігінен майлау сипаттамалары: вакуумдық ортада майсыз дәл беріліске қол жеткізіңіз
3, Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі «үнсіз революция»
Чип өндірісі процесі 2 нанометрлік дәуірге енген сайын, кремний карбиді керамикасы көптеген шектеулерден өтуде:
Қос жұмыс үстелі: екі жүйеге вакуумдық ортада «атомдық деңгей релесін» аяқтауға мүмкіндік береді.
EUV оптикалық жол жүйесі: 13,5 нм экстремалды ультракүлгін сәуленің үздіксіз бомбалануына төзімді.
Көп осьті байланыс жүйесі: жинақталған қателіктер тудырмай, секундына 200 наноөлшемді қадамға қол жеткізу.
Литография машинасының ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық тобы салыстырмалы сынақтар жүргізді: кремний карбидті керамикалық дайындама сатысын қолданғаннан кейін жүйені орналастыру дәлдігі 40%-ға жақсарды, ал жабдықты күтіп ұстау циклі 3 айдан 2 жылға дейін ұзартылды. Бұл өзгеріс чиптердің өндіріс құнын төмендетіп қана қоймай, сонымен қатар «қытай чиптерінің» өндіріс дәлдігін алғаш рет халықаралық стандарттарға шығарады.
4. Зертханадан индустрияландыруға дейінгі өрлеу жолы
Литографиялық класты кремний карбиді керамикасын өндіру микроскопиялық әлемде «мінсіз сарай» салумен бірдей:
Шикізат тазалығы: аса таза кремний карбиді ұнтағы, жеуге жарамды тұздан мың есе таза.
Күйдіру процесі: жоғары температурада кристалдардың өсу бағытын дәл бақылау.
Микроннан төмен деңгейдегі ою үшін гауһар кескіш құралдарды пайдаланып дәл өңдеу мәдени жәдігерлерді қалпына келтірумен бірдей уақытты алады.
Бұрын аэроғарыш және әскери салалармен шектелген заманауи материалдарды қазір цифрлық өркениетті қолдайтын негізгі компоненттерге айналдырған «материалтану + дәл өндіріс» сияқты қос серпіліс болды.
Физикалық шегіне жеткен бүгінгі чип өндірісі процесінде кремний карбиді керамикасы өзінің «нөлдік ымыраға келу» сипаттамаларымен шынайы дәлдік деректердің жиналуы емес, материалдардың мәнін толық бақылау екенін дәлелдейді. Әрбір керамикалық компонент миллиондаған наноөлшемді қозғалыстардың уәдесін орындаған кезде, біз тек жартылай өткізгіш жабдықтардың эволюциясын ғана емес, сонымен қатар ұлт өнеркәсібінің дәлдік шыңына қарай жылжуға деген ұмтылысын да көреміз.
Жарияланған уақыты: 03.04.2025