Чипті өндіруге арналған литографиялық машиналарда көрінбейтін қате миллиондаған доллар тұратын вафлилерді жоюы мүмкін. Мұндағы орын ауыстырудың әрбір микрометрі наноөлшемді тізбектердің сәттілігі немесе сәтсіздігі үшін өте маңызды және дәл осы биді қолдайтын өзек бүгінгі біздің кейіпкеріміз:кремний карбиді керамикалық материал– бұл микроскопиялық әлемдегі тұрақтандырушы күш сияқты, экстремалды ортада заманауи жартылай өткізгіштер өнеркәсібінің дәл өмірлік желісін қорғайды.
1、 Керамика чиптермен кездескенде: дәлдіктегі ең үлкен қиындық
Литография машиналарының дәл керамикалық құрамдас бөліктері бір уақытта үш рөл атқаруы керек:
Өте тұрақты негіз: әсер ету сәтінде бірнеше тонна қысымға төтеп береді, бірақ қозғалыссыз қалады.
Температура күзетшісі: лазердің жоғары термиялық соққысы кезінде термиялық тұрақтылықты сақтайды.
Vacuum Guardian: нөлдік діріл ортасында он жыл бойы атомдық деңгейдің тегістігін сақтайды.
Дәстүрлі металл материалдар термиялық кеңею мен жиырылуына байланысты «микро дүмпулерді» тудырады, ал полимерлі материалдар плазмалық коррозияға төтеп беру қиын. Кремний карбидті керамика өзінің ерекше кристалдық құрылымымен қаттылық, жылу өткізгіштік және деформацияға төзімділік бойынша тамаша тепе-теңдікке қол жеткізеді, бұл оларды литография машиналарының негізгі компоненттері үшін ең жақсы таңдау жасайды.
2, Нано-деңгейдегі дәлдік «көрінбейтін оққағар»
Нидерландыдағы ASML, Жапониядағы NIKON және CANON сияқты жоғарғы деңгейлі литографиялық машиналарда кремний карбидті керамика дәлдікпен өндіріс ережелерін тыныш қайта жазады:
Маска кезеңі: жоғары жылдамдықты қозғалыс кезінде нанометрлік деңгейде орналасу дәлдігін сақтай отырып, құны алтынмен тең фото масканы алып жүру.
Шағылыстырғыш айна субстраты: бетінің кедір-бұдыры өте аз, тіпті айна бетінен де тегіс.
Вакуумдық камера: он жыл пайдаланудан кейін деформация адам шашының мыңнан бір бөлігін құрайды
Бұл дерлік «сауаттылыққа қарсы» тұрақтылық кремний карбиді материалдарының үштік генінен туындайды:
1. Термиялық кеңею коэффициенті нөлге жақындайды: дерлік «мұздатылған жас» -150 ℃-ден 500 ℃ дейін.
2. Болаттан үш есе қатты: бөлшектердің бомбалауынан туындаған микроскопиялық зақымға төзімді
3. Өздігінен майлау сипаттамалары: вакуумдық ортада майсыз дәл беріліске қол жеткізіңіз
3, Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі «үнсіз революция».
Чиптерді өндіру процесі 2 нанометрлік дәуірге енген сайын, кремний карбидті керамика көбірек шектеулерді бұзады:
Қос жұмыс үстелі: екі жүйеге вакуумдық ортада «атомдық деңгей релесін» аяқтауға мүмкіндік береді.
EUV оптикалық жол жүйесі: 13,5 нм экстремалды ультракүлгін сәуленің үздіксіз бомбалауына төзімді.
Көп осьті байланыстыру жүйесі: жинақталған қателерді тудырмай секундына 200 наносөлшемді қадамға қол жеткізу.
Белгілі бір литографиялық машинаның ғылыми-зерттеу тобы салыстырмалы сынақтар жүргізді: кремний карбиді керамикалық дайындама сатысын пайдаланғаннан кейін жүйені орналастыру дәлдігі 40% жақсарды және жабдыққа техникалық қызмет көрсету циклі 3 айдан 2 жылға дейін ұзартылды. Бұл өзгеріс чиптердің өндіріс құнын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар «қытайлық чиптердің» өндірістік дәлдігін алғаш рет халықаралық стандарттардың алдыңғы қатарына шығарады.
4、 Зертханадан индустрияландыруға дейінгі өрмелеу жолы
Литографиялық классты кремний карбид керамикасын өндіру микроскопиялық әлемде «мінсіз сарай» салу сияқты:
Шикізат тазалығы: ультра таза кремний карбиді ұнтағы, жеуге жарамды тұздан мың есе таза.
Агломерация процесі: жоғары температурада кристалдардың өсу бағытын дәл бақылау.
Микрон деңгейіндегі ою үшін алмас кесетін құралдарды пайдалана отырып, дәл өңдеу мәдени реликтерді қалпына келтіру сияқты көп уақытты алады.
Дәл осы «материалтану ғылымы+дәл өндірістің» қос серпілісі бір кездері аэроғарыш және әскери өнеркәсіппен шектелген озық материалдарды енді цифрлық өркениетті қолдайтын іргелі құрамдастарға айналдырды.
Физикалық шегіне жеткен бүгінгі чиптерді өндіру процесінде кремний карбиді керамика өзінің «нөлдік ымыра» сипаттамаларымен шынайы дәлдік деректерді жинақтау емес, материалдардың мәнін түпкілікті бақылау екенін дәлелдейді. Әрбір керамикалық құрамдас миллиондаған наноөлшемді қозғалыстардың уәдесін орындаған кезде, біз көретін нәрсе - жартылай өткізгіш жабдықтардың эволюциясы ғана емес, сонымен қатар ұлттық өнеркәсібінің дәлдік шыңына қарай жылжуын анықтау.
Жіберу уақыты: 03 сәуір 2025 ж