EN
Na Hionadáin Tábhachtacha le haghaidh Cilliúilíochta le haghaidh Semiconductors: Monaróireacht Semiconductors
Rialú Teasa i Photolithography agus i nGlanadh
Cruthaítear dearadh chip le lámhach an pholaitheachta agus an gáisithe. Mar sin, ní mór na próisis seo a chur i bhfeidhm le stabhlacht théimheal an-ard. Is féidir le leathscálaíochtaí téimhe mar ±0.05°C amháin athruithe criticiúla ar na toisí agus iad a thagann i dtreo díobháil ar thorthaí na tionsclaíochta. Ar chúis eile, is féidir le leathscálaíocht teasa an fho-thaobh go mbriseann sé an cothromú a dhéanann an masca ar an bpolaitheachta le linn an léamh. Ar aghaidh, is féidir le téimhe neamhstablach a mhíniú ar fhreagarthacht an gáisithe, agus is é seo go háirithe fadhbach i ngnáthgháisithe plasma. D’aimsigh staidéar SEMATECH 2023 go raibh an sliabhthéimhe mar chúis le 15%-22% níos mó de na míbhuaireartaí sa roinnt fuinnimh ionaí faoi 5nm. Chun na fadhbanna seo a sheachaint, úsáideann monaróirí córas fuaraithe speisialta le cloga fuaraithe le huisce agus córas dúnta fuaraithe le nitrigine. Cé go bhfuil na córais seo casta agus is féidir leo stabhlacht ±0.01°C a chaomhnú, tá an t-úsáid acu chun rialú téimhe a bhaint amach chun an t-aicearra a chaomhnú faoi 3nm fós ina dhúshlán inžinéireachta mór sa tionsclaíocht semiconductors.
Dúshláin le rialú teochta gaolmhara le Ion Implantation agus CMP
Tá contraste mór le feiceáil idir na riachtanais teasa do na dhá mhodúl, Ion Implantation (Cuirimh Ions) agus Chemical Mechanical Planarisation (CMP, Planaireacht Cheimiceach Mhechanach). Tá na n-ionsaíreoirí freagrach as an gcuid is mó de gheinearáil teasa, de ghnáth sa rian 10–15 kW mar gheall ar thionchair ions. D’fhéadfadh aon theasú ar bhuaicí a bheith os cionn 45 céim Celsius a chur in aghaidh fadhbanna tromchúiseacha le dopáin ions faoi smacht miméadach agus le ceanglanna a gheineárálann teasa. Is é an achoimre ar an gceann seo a dhéanann CMP mar gheall ar an gcaithimh teasa a bhaineann le freagarthacht an tslurry. Ní mór an teocht a choimeád laistigh de 30 ± 1 céim, mar go dtógann aon easpa nó earbsa ón raon sin fás torthaí teasa ar an ocsaíd, agus úsáid neamhchothromach ar bharrairí nitride. Úsáideann áiseanna fabhrála is déanaí córas fuaraithe casta le roinnt zónaí chun an tionchar seo a bheith faoi smacht. Cuireann malartóirí crióiginice teasa na n-ionsaíreoirí síos go dtí -40 céim Celsius, agus coimeádann siad an slurry Peltier laistigh de raon 0.1 céim. Tá sé ar eolas maith san industri go mbíonn caillteanas 12% go 18% ar an bhfaoilteacht i bhfabhráil semiconductors mar thoradh ar theorainneacha na smachtaí seo. Fuaraíocht le haghaidh semiconductors agus Integriú 3D agus Pacáil Chasta
Tá na teicnící is déanaí maidir le pacáil, mar shampla an intioghrú 2.5D agus 3D agus pacáil na gcipilíní, ag cur i bhfeidhm ar an iarratas ar chilliúint chasta sa tionscail shemiconductors. Nuair a phacáilonn fabhricigh trasnaimh bheaga, tá teas an-ghaileach á gheiniúint acu, níos mó ná 1000 wata in aghaidh an chéad chiorcailiméadar cearnóg. Gan chilliúint, is féidir leis na hábhair cruth a athrú agus a scaradh, agus leis na scaganna éagsúla a scaradh óna chéile, rud a fhágann caillteanais mhóra i mbunaithe. Tá réitigh chilliúinta ríthábhachtach chun an struchtúr a chaomhnú agus an ceangal hibrideach a dhéanamh, agus chun an staidiúlacht thomhasach a chaomhnú faoi lucht teasa an-ghaileach.
Deacrachtaí Teasa i bProiseáil FOWLP agus TSV
Tá dúshláin mór le bheith ag an mbainistíocht teochta ag FOWLP agus TSV. I gcás FOWLP, tá comhdhúil moldála epócsíde ag teastáil ó dháileadh cothrom teochta ar fud na mbána 300 mm. Tarlaíonn stresanna i layeranna athdháileadh ó athrú beag ar an teocht, mar shampla +/- 0.3 céim Celsius. Tá fadhbanna chomh dúshláine ann le haghaidh TSV a thagann ó phlatach le copar TSV. Tá teas a gheineann le linn an phróisis seo ag cur voids isteach sa via nuair a théann an teocht thar 50 céim Celsius. Chun na dúshláin theochta seo a réiteach, úsáideann monaraithe semiconductors córas fuarú speisialta, atá deartha do shonraíochtaí áirithe an phróisis.
Fuaraíocht iolrachónra — Rialú aonaid fuaraithe aonair ar gach modúl próisis
Freagra teochta in microsoicind — Cosc ar an bhfuarú rithiúil le linn ceangail a ghníomhaítear le plasma
Oibríocht gan chrochadh — Cosc ar aon athrú ar achoimre nanaméadar le linn an stacála
Mar a bhreithníonn an ceangal comhshórtáilte i dtreo spásanna idir nascanna faoi 10μm, agus mar a éiríonn díomáiteacht an chumhachta i gceannach 3D-IC níos airde, tá gá le fuarú le huisce intearthiúil i mbileoga idircheangail chun teas a bhaint go héifeachtach. Tá an tionscnamh seo ag iarraidh fuarú le leictreonaicíochta don phacáil chéime airde a fheidhmiú ar scála móra.
Feidhmeanna Nua-Shrutha: Ríomhaireacht Chuantaim, Fhotanachas, agus Tomhas EUV
Gá le fuarú criogéineach sa mhonarú qubits superchondaithe
Tá córas fuarú an-ghairmiúla de dhíth ar tháirgeadh bití beo chomhshóisearacha (qubits) a bheidh in ann oibriú gar don nialas iomlán. Caithfear na próiseoraithe caonach a scaradh ón timpeallacht agus a choimeád ag teocht de 20 millikelvin (mK) nó níos ísle chun an guth teochta a laghdú agus chun a chinntiú go mbíonn na bití beo chomhshóisearacha go leor cothromach chun ríomhanna a dhéanamh agus chun earráidí a laghdú. Tá teorainneacha ar chórais caonach traidisiúnta maidir le bainistiú an lucht teochta mar gheall ar chórais caonach le during lithography agus cur isteach na scraibheanna tanaí. Tá réimse nua de fhriochadóirí dilúcháin ar fáil le stáitseanna fuara saincheaptha a dheantar chun crochadh a laghdú, agus le scáthán teochta casta a ligean do staidiú an teochta a bheith níos fearr ná 0.5 mK le linn fabhráil na ndreamanna Josephson (JJs). Taispeánann sé seo go bhféadfá an t-am cothromachta na gceartchód a mhéadú faoi fhachtóir 100 i gcomparáid le córais roimhe sin, rud a d’fhéadfadh a bheith an-luachmhar i dtionscnaimh praiticiúla.
Riachtanais Stabilité airson Teochtaí Níos Ísle ná Sub-0.1°C do Fhoinsí EUV agus do Roghanna.
Tá teicneolaíocht fuaireach ar aird ard de dhíth ar phróiseas litografaithe EUV. Is plasmata tin chumhachtacha iad foinseanna solais EUV a gheineann thart ar 200 kW teasa. Ní mór do chóras fuarú a chinntiú go mbíonn na teochtaí faoi 0,1°C. Tá próiseas litografaithe EUV bunaithe ar optaic thaispeána, áit a bhfuil na tinteáin an-ínghlactha le hathruithe. Mar sin, d’fhéadfadh aon athrú teochta de +0,05°C nó -0,05°C a bheith i gcónaí ar fhointí tonn k=13,5 nanaméadar agus a bheith in ann na tinteáin a dhifhocusú. Chun é seo a sheachaint, cuireann monaraithe córas fuaireach i n-éagair iolrach ar chúlraí an phlasma agus córais fuaraithe dúnta ar na tinteáin. Cinntíonn na tomhaltas seo leibhéal cothrománach aschuir fhotón agus cruinneas na n-athchóirithe. Mar a thuairiscíodh ag an tionscal, laghdaíonn na torthaí idir 12% agus 18% maidir leis na n-athchóirithe nuair a bheidh na teochtaí thar an tolarans 0,1°C. Mar sin, tá bainistíocht teasa criticiúil don mhonaraithe atá ag iarraidh chip a tháirgeadh faoi 3 nanaméadar.
FAQ
Cén fáth a bhfuil an staidiúr teirmiúil chriticiúil i dtáirgeadh seimiconnacht?
Chun an staidiúr teirmiúil a chaomhnú i dtáirgeadh seimiconnacht, ní mór athruithe beaga teochta a rialú chun míbhua ar na chipanna a sheachaint, go háirithe ar an scála nanaméadar.
Cad iad roinnt modhanna úr-choimeáil a thagann ó bainistiú teochta?
Tá modhanna cosúil le h-integráil 2.5D/3D, cartografaíocht chiplet, agus FOWLP ag teastáil rialú teochta chun crochadh na n-ábhar a sheachaint agus chun an t-ionsaí a mhéadú sa phróiseas.
Cén buntáiste a thugann fuarú crióiginéach don ríomhaireacht chuantaim?
Ag teochtaí an-íseal, laghdaítear an bualadh teirmiúil agus feabhsaítear an t-am coheréilte de na bitíní cuantaim (qubits), rud a chuireann in iúl ríomhaireacht chuantaim níos fearr.