EN
Termalna nestabilnost direktno utiče na gubitak prinosa na sub-5nm čvorovima
Empirski gubitak prinosa: ±0,3 °C pomeranje 12 do 18% povećanje defekata tokom EUV litografije
Na poluvodičima ispod 5 nanometara, tokom ekstremne ultravijole litografije (EUV), defekti se povećavaju za 12-18% (inženjering poluprovodnika 2023) za toplotne fluktuacije na ± 0,3 ° C. Ove fluktuacije mijenjaju refrakcijski indeks sočiva Na kritičnim nivoima, jedan nanometar odstupanja je dovoljan da uništi čitave ploče.
Greška preklapanja izazvana toplotom znači nestabilnost >±0,1°C, što smanjuje vernost poravnanja za 3,7 nm po pločci
Ravnotežavanje pločaka može degradirati 3,7 nm po sloju od +/- 0,1 °C. Ovo prevazilazi toleranciju od 2,1 nm za procesni čvor od 3 nm. Gubitak preciznosti stvara više problema sa međusobnim vezama, curenje transistorske kapije, i kratke vezi u složenih čipova sa više uzoraka. Fabrike sa neadekvatnom kontrolom toplote gube 740.000 dolara od otpada svakog dana, prema Ponemonovom istraživanju prošle godine. Visokokvalitetni poluprovodnički hladnjači mogu spriječiti gubitak. Ovi hladnjači kontrolišu toplotne varijacije u proizvodnim područjima sa osetljivim procesima.
Kako visoko precizni poluprovodnički hladnjak postiže stabilnost ispod 0,1°C
Mikrofluidna kontrola u zatvorenoj petlji sa PID-om sa dvije faze i predviđom kontrole modela
Današnji visoko precizni poluprovodnički hladnjači održavaju hladnoću zatvorenim mikrofluidnim sistemom za aktivnu kontrolu temperature. Ovi hladnjači koriste dvostepenske PID upravljače koji podešavaju hlađenje u skladu sa merenjima koje su napravili senzori postavljeni širom cijelog krugova rashladne tečnosti. Jedan od kontrolera nadgleda velike temperaturne razlike, a drugi vrši podešavanje u rasponu od +/- 0,01 stepeni. Ovaj nivo kontrole osigurava stabilnost sistema u okviru +/- 0,1 stepena bez obzira na nagle promjene radnog opterećenja i štiti sistem od preuranjenog opadanja.
Koristeći prethodne informacije o procesu, modeli predviđaju algoritmi koji rade sa drugim sistemima kako bi procijenili kako će toplotne opterećenja fluktuirati. Prije nego što se pojave problemi, ovi inteligentni sistemi mijenjaju brzine kompresora i brzine protoka. Za kombinovane metode kontrole, kada napajanje ima neredovite promjene koraka, oni smanjuju veličinu metoda toplotne kontrole za oko 67\% u poređenju sa konvencionalnim metodama kontrole. Sistem kontinuirano optimizira stotine mikro podešavanja svake sekunde kroz kompresore i pumpe sa promenljivom brzinom. U čelu moderne proizvodnje, gotovo potpuna kontrola je sposobna da eliminiše preko 95% toplotnih problema koji pogrešno poravnavaju 3nm čvorove, kao što je dokazano u stvarnom svijetu. Za razvijatelje poluprovodnika, što je veća tolerancija, veća je razlika.
Uticaj u stvarnom svijetu: Integracija visoko preciznih poluprovodničkih hladnjaka povećava prolaznost i vrijeme rada.
Samsungova 3nm GAA linija: vrijeme toplotnog oporavka smanjeno je na 3,1 sekunde što je omogućilo povećanje propusnosti za 22%.
Važan proizvođač poluprovodnika nastavlja imati značajan uticaj na fabrike sledeće generacije 3nm Gate-All-Around (GAA) instalacijama uvođenjem najsavremenijih hladnjaka dizajniranih za hlađenje pločaka. Najznačajnija od njih je smanjenje vremena toplotne regeneracije sa 42 sekunde na nešto više od 3 sekunde. Praktično, to znači da je postrojenje sada u stanju da dnevno obrađuje dodatnih 500 siliciumskih oblaka. To je takođe rezultiralo povećanjem proizvodnih kapaciteta ultramoderne proizvodne linije za približno 22%, što je potvrđeno u brojnim proizvodnim serijama. Linija litografije je takođe imala koristi od ovog naprednog sistema hlađenja održavanjem temperature litografije kako bi se spriječilo stvaranje redova litografije tokom brzih promjena mrežnice i osigurala da se temperaturni vrhovi ne pojavljuju između različitih koraka proizvodnog procesa.
Upotreba materijala Endura platforma: ±0,05°C Stabilnost prestaje Termalno aktivirana komora Rekvalifikacija
Istraživanje SEMATECH-a sprovedeno 2023. omogućava sistemima deponije proizvođača opreme da se oslanjaju na preciznu toplotnu kontrolu kako bi osigurali stabilnost fluida na ±0,05 °C. Ovo praktično eliminiše toplotno pomicanje. Šta je to za njih? Svaki alat ima oko 17 manje neočekivanih sati održavanja mjesečno, što znači oko 380 dodatnih pločica proizvedenih godišnje. Održavanje stabilnosti tečnosti za sisteme deponije također je smanjila grupe mana tokom obrade toplotnog ciklusa, gdje se materijali zagrevaju i hlade različitim brzinama. Ovo poboljšanje je takođe pozitivno uticalo na procese sa visokim k-metalnim vratima, povećavajući prosječno vrijeme između kvarova opreme za približno 41%.
Mandat industrije: Termalna stabilnost u čistim prostorijama je osnovni zahtev
SEMI F47-0724 ažuriranje zahtijeva stabilnost hladnjaka od +/- 0,1 stepeni C za logiku ispod 2 nm i proizvodnju HBM3.
Hladnjači unutar +/- 0,1 stepeni C za logičke čipove ispod 2 nm i procese proizvodnje HBM3 su najnoviji standardi F47-0724. Šta je svrha ovoga? Fabs su dugo znali da temperature promjene čak i manje od 0,1 stepena C dovodi do 0.3 nm dimenzije greške koje dovode do svih vrsta problema unutar tih složenih memorije hrpe struktura. Sa gotovo beskonačnim brojem slojeva memorije, visoko precizni hladnjači su sada kritični omogućavači napredne proizvodnje i velika većina problema preklapanja koji su zahtijevali potpunu rekvalifikaciju komora zbog toplotnih pomaka nestali su. U stvarnom svetu proizvodnje, podaci pokazuju da se manje od 18% nedostataka stvara ako kupac postigne stabilnost od +/- 0,1 stepeni C. Održavanje kontrole toplote u čistim sobama je sada jednako osnovno kao i održavanje kontrole čestica.
Često se postavljaju pitanja
Kolika je važnost toplotne stabilnosti u proizvodnji poluprovodnika? Termalna stabilnost je važna jer čak i male promjene temperature mogu dovesti do velikih mana, što rezultira smanjenjem prinosa i povećanjem troškova proizvodnje.
Koja je važnost visoko preciznih hladnjaka za održavanje toplotne stabilnosti?
Visokokvalitetni hladnjači održavaju toplotnu stabilnost uklanjanjem uznemirujućih fluktuacija temperature u proizvodnom okruženju tako da se čipovi mogu proizvoditi u najbližim tolerancijama.
Koje prednosti imaju proizvodne fabrike od naprednih sistema kontrole toplote?
Napredni sistemi toplotne kontrole omogućavaju proizvodnim postrojenjima smanjenje vremena toplotne regeneracije, povećanje prodajne snage i poboljšanje kvaliteta proizvoda održavanjem poravnanosti poluprovodničkih pločica i smanjenjem nedostataka u njima.