मॉड्यूलर अर्धचालक चिलर बदलती हुई मांगों के अनुकूल कैसे होता है?

मॉड्यूलर डिज़ाइन के साथ, चिलर यूनिट्स में प्रत्येक रेफ्रिजरेशन सर्किट के लिए अलग-अलग, स्वतंत्र कंप्रेसर यूनिट्स का उपयोग करके बंद लूप प्रणाली के निर्माण की क्षमता होती है, और इस प्रकार, ये एक केंद्रीय कंप्रेसर पर निर्भर नहीं होते हैं। प्रबंधित और अप्रत्याशित कंप्रेसर डाउन घटनाओं के दौरान, संलग्न, पड़ोसी सर्किट्स अपने कार्यभार में वृद्धि कर सकते हैं ताकि ठंडक की निर्बाध आपूर्ति जारी रहे। इसका अद्वितीय डिज़ाइन और अंतर्निर्मित प्रणाली उत्पादन प्रक्रियाओं को अतिरिक्त सुरक्षा (रिडंडेंसी) प्रदान करती है, और चरम शिखर स्थितियों के दौरान तापमान लगभग समान बने रहते हैं, जो केवल 0.5 डिग्री सेल्सियस तक परिवर्तित होते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत सर्किट को अधिकतम शक्ति के 15% तक कम ऑपरेट करने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है। इससे महत्वपूर्ण संचालन लागत बचत होती है, क्योंकि ऊर्जा नियंत्रण को वास्तविक समय में विशिष्ट थ्रूपुट के अनुरूप ढाला जाता है, बजाय बड़ी प्रणालियों को लगातार चालू और बंद करने की आवश्यकता के कारण संचालन लागत के अपव्यय से।

हॉट-स्वैपेबल मॉड्यूल के साथ, रखरखाव और विस्तार को मौजूदा प्रक्रियाओं को बाधित किए बिना क्लीनरूम में किया जा सकता है। ये मॉड्यूल यूटिलिटी मॉड्यूल के साथ इंटरफ़ेस करते हैं, जो बिजली, शीतलन द्रव और नियंत्रण कनेक्शन प्रदान करते हैं, जो कि क्लास 100 के लिए क्लीनरूम-रेटेड हैं। रखरखाव की समय सीमा के दौरान, तकनीकी कर्मचारी मौजूदा संरचनाओं में शीतलन इकाइयों या पंप मॉड्यूल को प्रतिस्थापित करेंगे, जैसा कि आईटी कर्मचारी सर्वर ब्लेड को प्रतिस्थापित करते समय करते हैं। फ्रंट पैनल एक्सेस का अर्थ है कि तकनीशियन को अब धूल भरे क्षेत्रों तक पहुँचने की आवश्यकता नहीं होगी, जिससे क्रॉस-दूषण के जोखिम को कम किया जा सकता है। वर्ष 2023 में, सेमीकंडक्टर इंजीनियरिंग ने एक लेख प्रकाशित किया, जिसमें कई केस अध्ययनों का विस्तृत विवरण दिया गया था। उन सुविधाओं ने जिन्होंने इन मॉड्यूलों को लागू किया, अपने चिलर्स के विस्तार के लिए आवश्यक समय को पाइप कनेक्शन के लिए वेल्डिंग का उपयोग करने वाली पारंपरिक विधियों की तुलना में 70% तक कम कर दिया। सभी कार्य ISO क्लास 5 वायु शुद्धता मानकों के अनुपालन में पूरे किए गए।

बुद्धिमान लोड मिलान: सेमीकंडक्टर प्रक्रिया स्वचालन में परिवर्तनशील क्षमता नियंत्रण की भूमिका

लिथोग्राफी और एट्च उपकरणों के लिए चिलर लोड स्टेजिंग और इन्वर्टर चालित कंप्रेसरों का साइकिलिंग

आधुनिक मॉड्यूलर चिलर्स को एक सूक्ष्मप्रोसेसर-आधारित मॉड्यूलर चिलर्स के माध्यम से ठंडक उत्पादन प्रदान करने की क्षमता होती है, जो कि किसी भी क्षण आवश्यक ठंडक के अनुपात में होता है; इनमें एकाधिक स्वतंत्र शीतलन सर्किट शामिल होते हैं, जिन्हें विशिष्ट सर्किटों को ठंडक प्रदान करने के लिए चालू या बंद किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, इन चिलर्स में शामिल ठंडक इकाइयाँ (कंप्रेसर) केवल सरल ऑन/ऑफ उपकरण नहीं हैं; वे अपना ठंडक उत्पादन 10 से 100 प्रतिशत तक नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे अर्धचालक निर्माण में उपयोग किए जाने वाले लिथोग्राफी स्कैनर्स और प्लाज्मा एटच मशीनों के ऊष्मा विसरण दरों के कारण ठंडक भार में परिवर्तन के साथ लगभग तत्काल प्रतिक्रिया प्रदान की जा सकती है। इन उन्नत विशेषताओं के संयोजन से चिलर्स को अपव्ययी बिना चलाया जा सकता है, बिना कूलेंट के तापमान को नियंत्रित करने की क्षमता को कम किए बिना—जो कि किसी भी बिंदु पर सेट बिंदु के ±0.5 °C के भीतर बनाए रखा जा सकता है—यहाँ तक कि अर्धचालक निर्माण प्रक्रिया के विभिन्न प्रसंस्करण चरणों के दौरान होने वाले महत्वपूर्ण, तीव्र और आवर्ती परिवर्तनों की स्थिति में भी।

प्रति-मॉड्यूल मोटर्स और सटीक तापीय वितरण के लिए प्रवाह मॉड्यूलेशन

चिलर मॉड्यूल्स में ये अनुपातात्मक मोटरयुक्त वाल्व शामिल हैं, जो उपकरणों के नीचे (डाउनस्ट्रीम) क्या हो रहा है, इसके आधार पर कूलेंट प्रवाह को समायोजित करते हैं। इससे प्रत्येक मॉड्यूल को प्रत्येक विशिष्ट प्रक्रिया उपकरण को आदर्श शीतलन प्रदान करने और रेसिपी परिवर्तन या खुले चैम्बर दरवाज़े के कारण तापमान में अचानक वृद्धि को रोकने की क्षमता प्राप्त होती है। यह प्रणाली प्रत्येक प्रक्रिया स्विच के साथ वास्तविक समय में कूलेंट प्रवाह को समायोजित करने के लिए बंद लूप प्रतिक्रिया (क्लोज़्ड लूप फीडबैक) का उपयोग करती है। पुरानी स्थिर प्रणालियों की तुलना में, हमने वेफर्स पर तापीय तनाव में 23% की कमी का परीक्षण किया है। यह कमी उन अर्धचालक निर्माताओं के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है जिन्हें संकीर्ण सहिष्णुताओं (टॉलरेंस) के बीच सावधानीपूर्ण संचालन करना होता है।

अनुकूलनशील तापमान नियमन: टीएसीएस गतिशील रूप से तापमान सेटपॉइंट्स का अनुकूलन करता है

टीएसीएस आलोकन (एक्सपोज़र) के महत्वपूर्ण चरणों के लिए ±0.1°C की तापमान स्थिरता के लिए फैब-स्तरीय एमईएस (निर्माण निष्पादन प्रणाली) के साथ एकीकृत होता है

थर्मल ऑटोमेटेड कंट्रोल सिस्टम, या TACS, निर्माण सुविधा में कंट्रोल सिस्टम के साथ एकीकृत होता है, जिससे ऑपरेटर प्रक्रिया के सटीक एक्सपोज़र चरण के दौरान तापमान नियंत्रण सेटपॉइंट्स को संशोधित कर सकते हैं। +0.1 या -0.1 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान यांत्रिक घटकों के आयाम में और ओवरले के संबंध में विस्थापन का कारण बन सकते हैं, जो विशेष रूप से EUV लिथोग्राफी के लिए गंभीर समस्या उत्पन्न कर सकते हैं। TACS ऑपरेशनल उपकरणों से वास्तविक समय के डेटा का उपयोग करता है, जबकि विभिन्न कक्षों में दबाव, रेजिस्ट की रासायनिक रचना और विकिरण के स्तर को नियंत्रित करता है, ताकि कूलेंट प्रवाह को समायोजित करके तापीय परिवर्तनों की पूर्वानुमानित करके उनके प्रभाव को कम किया जा सके। यह प्रणाली संरक्षणवादी ढंग से शीतलन करती है, जिससे कंप्रेसर पर होने वाले क्षरण को कम किया जाता है, और सक्रिय एक्सपोज़र के दौरान फोटोरासायनिक अभिक्रियाओं के लिए आवश्यक तापमान को बनाए रखती है।

हमारे वास्तविक फैक्टरी प्रक्रियाओं के अनुभव के आधार पर, ऐसे बंद-लूप नियंत्रण प्रणालियाँ वेफर की उपज में सुधार करती हैं और ऊर्जा लागत को 15 से 20 प्रतिशत तक कम करती हैं, क्योंकि ये केवल उसी चीज़ को ठंडा करती हैं जिसे ठंडा करने की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, ये स्वच्छ कक्ष वातावरण के भीतर यादृच्छिक तापीय उतार-चढ़ाव को नियंत्रित करती हैं, ताकि उत्पादन चक्र के दौरान बैच से बैच तक की स्थिरता बनी रहे।

पूर्वानुमानात्मक अनुकूलन: डेटा-आधारित पूर्वानुमानों और बंद-लूप नियंत्रण का उपयोग करके मॉड्यूलर अर्धचालक चिलर के प्रदर्शन का अनुकूलन

ऐतिहासिक उपकरण डिस्पैच डेटा और कक्ष चक्र डेटा के आधार पर कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा लोड पूर्वानुमान

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) ने उपकरण डिस्पैच डेटा से ऊष्मा संचयन की भविष्यवाणी में लगभग 94% की औसत दक्षता प्राप्त करने में सक्षम होने के साथ-साथ लिथोग्राफी और एट्च उपकरणों के ऊष्मा सक्रियण चक्रों से भी 30 मिनट पहले भविष्यवाणी करने की क्षमता प्रदान की है। इससे संचालन इंजीनियरों को सर्किट मॉड्यूल में तापमान में उतार-चढ़ाव के होने से पहले शीतलन संसाधनों को पुनः स्थापित करने की अनुमति मिलती है। मशीन लर्निंग प्रणालियाँ संचालन सेंसरों से डेटा संग्रह को अनुकूलित करने और शीतलन संसाधनों के पूर्वानुमान को वास्तविक समय में समायोजित करने में सक्षम हैं। अनुकूलित शीतलन ने कंप्रेसर प्रणालियों के अनावश्यक संचालन समय को 22% तक कम कर दिया है, जबकि तापमान नियंत्रण सेट बिंदु से +/- 0.1 डिग्री सेल्सियस के भीतर बना रहा है।

केस अध्ययन: एक 300 मिमी फैब में अनुकूलनशील सेटपॉइंट ट्यूनिंग ने प्रक्रिया उत्पादन दर को प्रभावित किए बिना ऊर्जा उपयोग में 18% की कमी की

लगभग 3,200 घंटे के वार्षिक कंप्रेसर चलने के समय की बचत के साथ, इस बंद-लूप प्रणाली ने कंप्रेसर के वार्षिक चलने के समय को 3,200 घंटे तक कम कर दिया और दोष घनत्व को बनाए रखा

अर्धचालक शीतलन प्रणालियों में मॉड्यूलर डिज़ाइन क्यों महत्वपूर्ण है?

मॉड्यूलर डिज़ाइन अतिरेकता की अनुमति देता है और इसका अर्थ है कि व्यक्तिगत परिपथों को कम शक्ति स्तर पर संचालित किया जा सकता है, जिससे ऊर्जा बचत में वृद्धि होती है और उत्पादन प्रक्रिया में व्यवधान को न्यूनतम कर दिया जाता है।

थर्मल ऑटोमेशन कंट्रोल सिस्टम (TACS) कैसे काम करता है?

TACS एक MES (मैन्युफैक्चरिंग एक्ज़ीक्यूशन सिस्टम) से प्राप्त डेटा का उपयोग करके प्रक्रिया के दौरान प्रक्रिया तापमान स्थिरता को बढ़ाता है, जिसमें आवश्यक शीतलन समायोजनों के पूर्वानुमानित नियंत्रण (वास्तविक समय में पूर्वानुमान) का उपयोग किया जाता है।

अर्धचालक चिलर प्रणालियों में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) का क्या प्रभाव है?

AI शीतलन के अनुकूलन के लिए पूर्वानुमानित नियंत्रण सक्षम करता है और अनावश्यक कंप्रेसर साइकिलिंग को न्यूनतम करता है, जिससे संचालन दक्षता में सुधार होता है।