Dans le domaine des industries stratégiques ayant un impact sur les économies nationales, la politique et la sécurité de la défense, le secteur des semi-conducteurs est un acteur clé. Dans ce domaine, les équipements de pointe, incarné par les machines de photolithographie, représentent la quintessence de la technologie moderne et hautement intégrée. Couvrant des disciplines telles que l’optique, la science des matériaux et l’informatique, les processus de conception et de fabrication présentent le sommet des prouesses scientifiques et technologiques. En particulier, ces machines imposent des exigences élevées sur les composants de précision, la céramique avancée émergeant comme un formidable matériau de troisième génération, jouant un rôle crucial.
Dans le domaine des machines de photolithographie haut de gamme, la demande de technologies de commande et d’entraînement très efficaces, précises et stables établit des normes extrêmement élevées en matière de précision des composants et de performance des matériaux.
Les céramiques en carbure de silicium, avec un module élastique exceptionnellement élevé, une conductivité thermique et un faible coefficient de dilatation thermique, atténuent les problèmes tels que la déformation sous contrainte de flexion et la déformation thermique. De plus, leur superbe poliabilité permet un traitement mécanique pour obtenir des miroirs optimaux. Ainsi, tirer parti de la céramique au carbure de silicium comme matériau pour les composants structurels de précision dans les équipements critiques pour semi-conducteurs, tels que les machines de photolithographie, s’avère très avantageux. Les composants nécessitant de la céramique en carbure de silicium dans les équipements de fabrication de semi-conducteurs comprennent les tables de travail, les rails de guidage, les miroirs réfléchissants, les bras, les blocs, les cadres magnétiques en acier, les ventouses, les plaques refroidies à l’eau et les panneaux flottants à l’air.
Ces composants présentent des caractéristiques structurelles distinctives:
Grandes dimensions et épaisseur
Structures creuses à trou fermé
Structures à parois minces et à plaques minces
Haute légèreté de construction
Précision de position élevée
Excellentes performances optiques
Ces caractéristiques présentent des défis de fabrication importants pour les composants céramiques en carbure de silicium, limitant leur application généralisé dans le secteur de la fabrication d’équipements haut de gamme. Actuellement, seule une poignée de pays développés, dont le Japon et les États-Unis, représentés par des sociétés comme Kyocera et CoorsTek, ont intégré avec succès des matériaux céramiques au carbure de silicium dans des équipements critiques de semi-conducteurs.
La conception du système de matériaux pour les plates-formes des machines de photolithographie est essentielle pour atteindre une précision et une vitesse élevées. Pour surmonter la déformation lors du balayage à grande vitesse, il faut des matériaux avec un rapport rigidité/poids élevé - des matériaux à faible dilatation thermique répondant à ce critère.
Traditionnellement, l’entreprise allemande Schott' S le verre microcristallin (Zerodur), le verre à quartz et le verre à ULE ont été utilisés dans les premiers équipements de photolithographie. Zerodur, en particulier, présente un coefficient de dilatation thermique proche de zéro sur une large plage de température, offrant une certaine résistance et dureté. Cependant, son faible module d’élasticité nécessite une épaisseur accrue pour maintenir la rigidité requise, ce qui empêche la légèreté de la conception et ne répond pas aux exigences des plates-formes de photolithographie rapides et de haute précision. De plus, Zerodur est sujette à l’usure lors de la gravure par faisceau d’ions EUV, ce qui entraîne une diminution de la précision.
Avec la demande croissante pour les machines de photolithographie de pointe, des entreprises comme ASML, NIKON et CANON ont commencé à rechercher de nouveaux systèmes de matériaux pour les matériaux structuraux de plate-forme. La Jadeite, couramment utilisée dans les environnements à haute température, a attiré l’attention en raison de sa faible dilatation thermique, sa faible densité et son module élastique élevé.
La Jadeite possède un coefficient de dilatation thermique comparable à Zerodur, assurant une stabilité thermique. De plus, sa conductivité thermique est près de trois fois supérieure à celle de Zerodur, ce qui permet une dissipation thermique plus efficace lors de l’utilisation, répondant ainsi aux exigences de stabilité thermique. Avec un module élastique élevé, la Jadeite résiste efficacement à la déformation lors du balayage à grande vitesse de la plate-forme, améliorant ainsi la stabilité. En fonction des conditions de rigidité, le choix de la jadéite comme matériau de substrat de la plate-forme réduit considérablement la masse requise par rapport au verre microcristallin et au verre de quartz, répondant ainsi au besoin de légèreté. Ainsi, les chercheurs du monde entier reconnaissent la jadéite comme un matériau prometteur pour la prochaine génération de plates-formes de machines de photolithographie à semi-conducteurs.
ASML a été à la pointe de l’application de la céramique de Jadeite dans la recherche et le développement de matériaux de plate-forme de machine de photolithographie, affinant et actualisant continuellement la structure. Plusieurs brevets publiés par ASML mettent en évidence l’application et la recherche de la céramique de Jadeite dans les matériaux de plate-forme de machines de photolithographie haut de gamme. Aujourd’hui, ASML a réussi à affiner et à propager l’utilisation de la céramique de jadéite dans les composants des plates-formes de machines de photolithographie.
Au-delà des applications de plate-forme, la céramique Jadeite trouve son utilité dans d’autres composants tels que les miroirs réfléchissants et les plaques de masque. Les principaux fabricants internationaux d’équipements de circuits intégrés, dont ASML, NIKON, CANON et ZYGO aux États-Unis, utilisent largement des matériaux comme le verre microcristallin et la jadéite dans la préparation de miroirs réfléchissant pour machines de photolithographie. En 2015, Zygo a dévoilé publiquement un masque photolithographique composé principalement de céramique de jadéite, doté d’une couche de substrat de jadéite finement polie, d’une couche réfléchissante, d’une couche de couverture intermédiaire et d’une couche d’amortissement absorbante. Le substrat céramique Jadeite ' S le module d’élasticité varie de 120 à 150 GPa, avec une densité volumique de 2,5 à 2,7 g/cm³, un coefficient de dilatation thermique de 0,2
Étant l’un des appareils les plus complexes jamais fabriqués par l’humanité, les machines de photolithographie exigent le contrôle des aberrations d’onde dans les lentilles de projection jusqu’au niveau sous-nanométrique, approchant " zéro aberration." Simultanément, la table de travail et la table de masque nécessitent une accélération exceptionnellement élevée et une précision de synchronisation au niveau nanométrique. En outre, pendant l’exposition à haute vitesse, la plaquette de silicium et#39; S de la lentille de projection. Alors que les processus de semi-conducteurs se rapprochent de la limite physique des 5nm, la complexité de la conception et la précision de traitement des machines de photolithographie connaissent une augmentation exponentielle, ce qui pose des défis importants au niveau du positionnement nanométrique, de la précision de traitement sous nanomètre et du contrôle précis de l’environnement.
Tout au long de la fabrication et de l’application de machines de photolithographie, divers aspects, y compris le réglage fin à l’échelle nanométrique des lentilles de projection, le positionnement précis pendant l’exposition et la réduction active des vibrations, peuvent utiliser la technologie de conduite piézoélectrique pour assurer la qualité d’imagerie, la résolution et la stabilité. En particulier, les matériaux céramiques piézoélectriques, avec des caractéristiques telles que les interférences non magnétiques, la haute résolution de positionnement et la production minimale de chaleur, trouvent une utilisation importante dans les actionneurs de positionnement des miroirs de compensation d’aberration dans les lentilles de projection de machines de photolithographie. Les actionneurs piézoélectriques multicouches disponibles dans le commerce utilisent souvent du plomb de titanate de zirconium (PZT) comme matériau piézoélectrique de base, soit dans une solution solide, soit avec des modifications dopage.
Le développement de machines de photolithographie est une entreprise d’ingénierie système profondément complexe, englobant des technologies de pointe dans divers domaines tels que l’optique, l’usinage de précision, les systèmes de contrôle et les matériaux de pointe. Bon nombre de ces technologies approchent rapidement des limites techniques. Pour atteindre une grande précision de processus, les céramiques avancées, en tant que matériaux composants critiques, trouvent de nombreuses applications dans les équipements à semi-conducteurs, en particulier ceux représentés par les machines de photolithographie.
En tant que composant essentiel des équipements de production de semi-conducteurs, la recherche et la production de matériaux céramiques avancés influencent directement le développement de l’industrie de fabrication d’équipements de semi-conducteurs et de toute la chaîne de l’industrie des semi-conducteurs. Malgré China' S entrée relativement tardive dans les équipements à semi-conducteurs, plusieurs défis technologiques critiques dans la préparation des composants céramiques doivent être surmontés. Par conséquent, compte tenu de la sécurité économique et des perspectives de coûts de l’industrie, le développement local des matériaux clés pour les équipements de production de semi-conducteurs, tels que les composants céramiques de pointe, est impératif pour surmonter les goulets d’étranglement auxquels l’industrie des semi-conducteurs est confrontée en Chine.
Soumettez votre demande,
Nous vous contacterons dès que possible.
Sanxin New Materials Co., Ltd. se concentre sur la production et la vente de perles en céramique et des pièces telles que les médias de broyage, perles de dynamitage, bille de roulement, partie de structure, revêtements en céramique résistant à l’usure, nanoparticules Nano poudre
français
français
russe
français
espagnol
portugais
arabe