EN
Дәл температураны реттеу: Литография мен травленуда микродефектілерді жою
7 нм-ден кіші литография мен жоғары аспектілік травлену үшін ±0,1°C тұрақтылығы шарт емес
7 нм-ден кіші технологиялық түйіндерде ±0,1°C-тан асатын жылулық ауытқулар өлшемдік өзгерістерге әкеледі. Бұл — EUV литографиясына фотожауаптың әсерінен болады. Зерттеулер көрсеткендей, 0,1°C-қа тең жылулық ауытқулар өлшемдерді шамамен 0,15 нм-ге арттырады («Жылу инженериясы бойынша жағдай зерттеулері», 2023 ж.). Жоғары қатынасты (аспектілік) тереңдікке өңдеу кезіндегі тұрақсыздықтар қабырғалардың бұрыштарының біркелкі еместігіне әкеледі, ол өткізгіштердің кедергісін шамамен 18% арттырады және әр пластиналарда шығымды 3–5% азайтады. Осы себепті көптеген өндірушілер жартылай өткізгіштер үшін екі контурлы суытқыштарды қолдануды бастады. Бұл екі контурлы жүйелерде жеке процестік құрылғылардан жылулық соққыларды сіңіретін тәуелсіз салқындатқыш контурлары бар. Бұл жүйелер құрылғы жүктемесінің қатыгез өзгеруінен туындайтын үлкен жылулық тербелістерге ұшырайтын дәстүрлі бір контурлы жүйелерге қарағанда айтарлықтай тиімдірек. Бұл 7 нм-ден кіші өңдеу процестері үшін ерекше маңызды, өйткені онда өте биік, жоғары аспектілік коэффициенті бар (100:1) құрылымдар жасалуда. Қалыпты жылулық кешігулер пластиналарда қатты конустылыққа әкеледі.
Жылулық ауытқу фоторезистің қалдығын, сызықтың шетіндегі тұрақсыздығын және беттестіру қателерін қалай туғызады
Жылулық ауытқу мен фоторезистің сәулеленуі осы үш байланысты ақаулық режимін тудырады:
1. Қалдықтар: Суыту жылдамдығы бақыланбаса немесе 0,1°C/сек-тен төмен болса, 12 нм тереңдіктегі ойыстарда дамытылмаған қалдықтар қалады
2. Сызықтың шетіндегі тұрақсыздық (LER): Экспозициядан кейінгі пеште температураның тербелісі 0,3°C-тан асқанда тұрақсыздық 40%-ға артады (Precis. Eng. 2017)
3. Беттестіру қателері: Әрбір 0,1°C-лық ауытқу силиконды пластинка мен ретикльдердегі дифференциалды кеңеюге 0,25 нм-лік дәлсіздік тудырады
Бұл ақаулар 5 нм тораптардағы параметрлік шығымның жоғалуының 62%-ын құрайды. Екі тәуелсіз салқындату контуры бар суытқыштар жылулық аймақтардағы өзара ластануды болдырмауға көмектеседі, сондықтан травлену камераларын ±0,05°C дәлдікпен тұрақты ұстап тұруға болады, ал литографиялық құрылғылар өзінше белгіленген температуралық режимде жұмыс істейді.
Тәуелсіз екі контурлы салқындату: Бір уақытта бірнеше процесті қолдауды қамтамасыз етеді
Суытуға арналған арнайы құралдар — мысалы, 12°C температурадағы пластиналарды тазартатын құрылғылар мен 65°C температурадағы жылдам жылулық өңдеушілер — каналдар арасындағы өзара әсерлесудің болмауы
Қазіргі заманғы жартылай өткізгіштерді өндіруде экстремалды температуралық айырымдарды басқару өте маңызды. Субстраттарды тазартатын құрылғылар субстраттардың ластануын болдырмау үшін шамамен 12 градус Цельсийде жұмыс істеуі керек, ал жылдам термиялық өңдеу құрылғылары (RTP) донорларды дұрыс белсендіру үшін 65 градус Цельсийде жұмыс істеуі керек. Температуралық айырымдарға байланысты, бір ғана контурдан тұратын стандартты суытқыштарда «суық» бөліктер «ыстық» процестерден жылу сіңіріп, температураның ±3–5 градусқа дейін тез өзгеруіне әкелетін проблемалар туындайды. Сондықтан екі контурлы суытқыштар барынша қажеттілікке айналуда. Екі контурлы суытқыштар толығымен салынатын сорғыларды суытады, олар арқылы салынатын сорғылардың толық бөлінуі қамтамасыз етіледі. Әрбір контур өз компрессоры мен басқару жүйесіне ие. Бір контур тазартқыштарды 12,2 градус Цельсийде ұстайды, ал екіншісі RTP құрылғыларын 65,3 градус Цельсийде ұстайды. Бұл суыту бөлінуі контурлар арасындағы қажетсіз энергия алмасуын толығымен тоқтатады. Нәтижесінде тазартқыштарда резистің жеткіліксіз алынуына байланысты проблемалар азаяды, ал RTP-та донорларды белсендіру біркелкілігі жақсарып, өнімділік артады. Өткен жылы «Semiconductor Engineering» журналында хабарланғандай, бұл әдіс құрылғылардың пайдаланылуын шамамен 22 % арттырды және бір мезгілде бірнеше процестерді іске қосуға байланысты өнімділік мәселелерін жеңілдетті.
Кедергісіз салқындатуға келіңіздер
Жартылай өткізгіштер температураға сезімтал болу үшін құрастырылған. Біз оларды температураның ±0,1°C-тан аспайтындай етіп ұқыпты түрде салқындатамыз. Температураны реттеу үшін қажетті басқару тізбектерін біртіндеп қолдану үшін екі тізбекті салқындатқыштар жүйенің температураны реттеу үшін бір тізбектен екіншісіне үзіліссіз ауысуына мүмкіндік береді. Мыңдаған долларлық шығындарға тұратын пластиналардың жоғалуы сақталады. Салқындатқыштарды тоқтатуға тура келетін, мысалы, сұйықтың қайта толтырылуы немесе сорғының жөндеуі сияқты қажетті жөндеу жұмыстары да өндірістің тоқтауына әкелмейді. Тек незіпті температура өзгерістері қажет болатын литографиялық қосылыстар үшін бұл қорғау өте маңызды.
Екі тізбекті жартылай өткізгіштік салқындатқыштар неге бір тізбекті жүйелердің алдыңғы буындарымен салыстырғанда орташа тұзету уақытын (MTTR) белгілі дәрежеде азайтады?
Тәуелсіз суыту тракттары болғандықтан, техникалық қызмет көрсету бригадалары жүйенің толық тоқтатылуынсыз кейбір аймақтарда немесе аймақтардағы ақауларды жоюға мүмкіндік алады, нәтижесінде Орташа Жөндеуге Дейінгі Уақыт (MTTR) 40%-ға дейін қысқарады. Бұл ескі біртекті тракттық жобалауға қарама-қарсы келеді. Ақауларды анықтау уақыты үштен бір бөлігіне дейін қысқарады (шамамен 66% тезірек). Ақаулы трактты жөндеу кезінде техниктер тек сол ақаулы трактқа бағытталады, ал жүйенің қалған бөлігі қажетті орнатылған мәнде жұмыс істей береді. Ескі жүйелердегі ақауларды жою үшін, тіпті незілді техникалық қызмет көрсету үшін де жүйені толық тоқтату қажет болды. Параллель тракттық жобалау операторларға жұмыс істеу уақытын максималды ұзартуға бағытталған үш негізгі артықшылық ұсынады:
- Жүйе жұмыс істеп тұрған кезде техникалық қызмет көрсетуді жүргізу мүмкіндігі
- Жүйе компоненттерінің модульді құрылымы
- Ақауларды тез анықтау үшін айқын аймақтау
Бұл дизайн жұмыс істеу уақытын және жалпы жүйе тиімділігін оптималдауға бағытталған. Компрессорды ауыстыру мен спиральді тазарту сияқты жүйенің тоқтатылуына әдетте әкелетін техникалық қызмет көрсету жұмыстары орындалғандықтан, OEE көрсеткіші оңтайлы әсерленеді.
Жалпы иелену құны мен шығым әсері: Екі контурлы жартылай өткізгішті су салқындатқыштарының ROI-ын есептеу
Бір контурлы суытқыштардың бастапқы сатып алу құны төмен болуы мүмкін, бірақ әр түрлі жағынан қарағанда, екі контурлы жартылай өткізгіштік суытқыштар өндірістік шығымдарды қорғау мен жұмыс істеу үшін қажетті шығындардың азаюы арқасында нәтижеде төмен тұрады. Ішкі резервтілік суытқыштарды температураның шектен тыс өзгеруінен зақымданудан қорғайды. Өткен жылы «Semiconductor Digest» журналында жарияланған хабарлауға сәйкес, таспа қабатын өңдеу процесі кезінде температураның бір сағаттық ауытқуы 740 000 долларлық пластиналарды жойып жібереді. Жұмыс істеу шығындарының азаюымен қатар, жөндеу шығындары да төмендейді. 2023 жылы «Facilities Engineering Journal» журналында осындай жүйелердің жөндеу жұмыстары 41% аз қажет ететіні хабарланған. Температураға байланысты қайта жасау жұмыстары 30%-ға азаяды, сондықтан энергияның температураға байланысты қайта жасау кезіндегі шығыны азая отырып, жұмыс істеу тиімділігі 30% артады. Көптеген өндірушілер барлық жоғарыда аталған факторларды ескере отырып, бес жыл ішіндегі жалпы иелену құнының алдыңғы модельдерге қарағанда орташа есеппен 18% төмен болатынын бағалайды. Ең қызығы — бастапқы инвестицияны қайтару жылдамдығы. Көптеген жоғары көлемді өндіріс зауыттары құрылғылардың жалпы тиімділігінің (OEE) 22%-ға артуы салдарынан инвестицияларын 14–26 ай ішінде қайтара алады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Жартылай өткізгіштерді шығару кезінде ±0,1 °C температураның тұрақтылығы неге маңызды?
7 нм-ден кіші литография және жоғары аспекттік коэффициентті эрітіп өңдеу процестері өте сезімтал, сондықтан температураның аз ғана тербелісі өлшемдік және құрылымдық ақауларға әкеледі, бұл өнімділікті төмендетеді және құрылғының сапасына әсер етеді.
Екі контурлы суытқыштар жартылай өткізгіштерді шығаруды қалай жақсартады?
Екі контурлы суытқыштар өзара тәуелсіз суыту контурлары арқылы жылулық ластануды болдырмау арқылы дәлірек температураны реттеу мүмкіндігін және жөндеуге деген қажеттілікті төмендетеді.
Екі контурлы суытқыштардың қандай құндық артықшылықтары бар?
Екі контурлы суытқыштардың құны энергияны пайдаланудың тиімділігін арттыру, жөндеу шығындарын төмендету, температураның тербелісінен туындайтын өнімділіктің төмендеуінен қорғану және инвестицияларды тез қайтару арқылы қол жетімді үнемге ие болғандықтан оправданады.