Kā modulārs pusvadītāju dzesētājs pielāgojas mainīgajām prasībām?

Ar modulāru dizainu aukstuma bloki spēj veidot slēgtu ciklu sistēmu, izmantojot atsevišķus, neatkarīgus kompresorus katram aukstumapgādes kontūram, un tādēļ nav atkarīgi no viena centrālā kompresora. Pārvaldītām un neparedzētām kompresoru izslēgšanās situācijām blakusesošās, kaimiņu kontūras var palielināt savu slodzi, lai nodrošinātu nepārtrauktu dzesēšanu. Unikālais dizains un iebūvētā sistēma nodrošina redundanci ražošanas procesiem, un maksimālos ekstremālos apstākļos temperatūras gandrīz nemainās — mainās tikai par 0,5 °C. Katru atsevišķu kontūru var regulēt tā, lai tas darbotos ar maksimāli 15 % jaudas. Tas rada būtiskus ekspluatācijas izmaksu ietaupījumus, jo enerģijas vadība tiek pielāgota konkrētajam reāllaika caurlaidei, neizraisot ekspluatācijas izmaksu izšķiešanu, kas rodas, ja lielas sistēmas nepārtraukti jāieslēdz un izslēdz.

Ar karstās nomainīšanas moduļiem apkope un paplašināšana var tikt veikta tīrās telpās, neatkāpjoties no esošajām procesu darbībām. Šie moduļi savienojas ar pakalpojumu moduļiem, kas nodrošina strāvu, dzesēšanas šķidrumus un vadības savienojumus, un ir sertificēti tīrām telpām klases 100 atbilstībai. Apkopes laikā tehniskais personāls aizvietos dzesēšanas vienības vai sūkņu moduļus esošajās konstrukcijās, tāpat kā IT speciālisti aizvieto serveru lāpstiņas. Pieeja caur priekšējo paneli nozīmē, ka tehniskajam personālam vairs nav jāiet iekšā putekļainās zonās, tādējādi samazinot krusteniskās piesārņošanas risku. 2023. gadā žurnālā "Semiconductor Engineering" tika publicēts raksts, kurā detalizēti aprakstīti vairāki piemēri. Tīrās telpas, kurās tika ieviesti šie moduļi, samazināja aukstuma agregātu paplašināšanai nepieciešamo laiku par 70 % salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm, kurās cauruļu savienošanai tika izmantota metināšana. Visi darbi tika pabeigti, pilnībā ievērojot ISO klases 5 gaisa tīrības standartus.

Intelektuāla slodzes pielāgošana: mainīgās jaudas vadības loma pusvadītāju procesu automatizācijā

Aukstuma agregāta slodzes posmošana un invertoru vadīto kompresoru ciklēšana litogrāfijas un ķīmiskās apstrādes iekārtās

Mūsdienīgi modulārie aukstuma iegūšanas agregāti spēj nodrošināt dzesēšanas jaudu, kas ir proporcionāla tieši tai jaudai, kura nepieciešama konkrētajā brīdī, izmantojot mikroprocesoru vadības sistēmu, kas ietver vairākas atsevišķas dzesēšanas ķēdes, kuras var ieslēgt vai izslēgt, lai nodrošinātu dzesēšanu konkrētām ķēdēm. Turklāt šajos aukstuma iegūšanas agregātos iebūvētie dzesēšanas bloki (kompresori) nav vienkārši ieslēgts/izslēgts ierīces; tie spēj regulēt savu dzesēšanas jaudu no 10 līdz 100 procentiem, tādējādi nodrošinot gandrīz momentānu reakciju, kad mainās dzesēšanas slodze, ņemot vērā litogrāfijas skeneru un plazmas ēšanas iekārtu siltuma izdalīšanās ātrumu pusvadītāju ražošanā. Šo moderno funkciju kombinācija ļauj ekspluatēt aukstuma iegūšanas agregātus enerģijas taupīšanas režīmā, nezaudējot iespēju precīzi kontrolēt dzesēšanas šķidruma temperatūru jebkurā punktā ar novirzi ne vairāk kā ±0,5 °C no iestatītās vērtības pat tad, ja notiek būtiskas, straujas un atkārtotas izmaiņas dažādu pusvadītāju ražošanas procesa posmos.

Moduļu pa moduļiem darbināmi motori un plūsmas regulēšana precīzai siltuma piegādei

Aukstuma bloki ietver šos proporcionālos motorizētos vārstus, kas pielāgo dzesēšanas šķidruma plūsmu atkarībā no tā, kas notiek rīku līmenī straumē uz leju. Tas ļauj katram modulim nodrošināt optimālu dzesēšanu katram konkrētajam procesa rīkam un novērst temperatūras straujas izmaiņas, ko izraisa tehnoloģiskās receptes maiņa vai atvērta kameru durvis. Sistēma izmanto aizvērtas cikla atgriezenisko saiti, lai reāllaikā pielāgotu dzesēšanas šķidruma plūsmu katrā procesa pārslēgšanā. Salīdzinot ar vecākām fiksētām sistēmām, mēs esam pārbaudījuši 23 % samazinājumu termiskajā stresā uz pusvadītāju plāksnītēm. Šis samazinājums ir būtisks pusvadītāju ražotājiem, kuriem jāstrādā ar stingriem precizitātes noteikumiem.

Adaptīvā temperatūras regulēšana: TACS dinamiski optimizē temperatūras iestatījumus

TACS integrējas ar fabrikas līmeņa MES sistēmu, nodrošinot kritiskajās eksponēšanas operācijās temperatūras stabilitāti ±0,1 °C

Termiskā automatizētā vadības sistēma (TACS) integrējas ar vadības sistēmu ražošanas objektā, ļaujot operatoriem mainīt temperatūras vadības iestatījumus tieši procesa eksponēšanas posmā. Temperatūras, kas pārsniedz +0,1 vai -0,1 °C, var izraisīt mehānisko komponentu izmēru nobīdi, kā arī nobīdi attiecībā uz pārklāšanos, kas īpaši problēmiski var būt EUV litogrāfijā. TACS izmanto reāllaika datus no darbības rīkiem, vienlaikus regulējot spiedienu dažādajās kamerās, rezistu ķīmisko sastāvu un radiācijas līmeņus, lai prognozētu un novērstu termiskās izmaiņas, pielāgojot dzesēšanas šķidruma plūsmu. Sistēma piesardzīgi dzesē, samazinot kompresora nodilumu, un uztur vēlamo temperatūru fotoķīmiskajām reakcijām, kad notiek aktīvas eksponēšanas.

Pamatojoties uz mūsu pieredzi no reāliem ražošanas procesiem rūpnīcās, šādas aizvērtā cikla vadības sistēmas uzlabo plāksnīšu iznākumu un samazina enerģijas izmaksas par 15–20 procentiem, jo tās dzesē tikai to, kas jādzesē. Turklāt tās regulē nejaušās termiskās svārstības tīrās telpas vidē, nodrošinot stabili partiju starp-partiju vienveidību visā ražošanas cikla laikā.

Prognozējošā pielāgošanās: modulāru pusvadītāju dzesētāju veiktspējas optimizācija, izmantojot datu pamatā balstītas prognozes un aizvērtā cikla vadību

Slodzes prognozēšana, izmantojot mākslīgā intelekta algoritmus, kas balstīti uz vēsturiskiem rīku izsaukšanas datiem un kameru ciklu datiem

AI ir spējīgs sasniegt vidēji gandrīz 94% efektivitāti, prognozējot siltuma uzkrāšanos no rīku izsaukšanas datiem, pat 30 minūtes iepriekš pirms litogrāfijas un ķīmiskās apstrādes rīku siltuma aktivizācijas cikliem. Tas ļauj operacionālajiem inženieriem pārvietot dzesēšanas resursus pirms temperatūras svārstībām notiek integrēto shēmu moduļos. Mašīnmācīšanās sistēmas spēj optimizēt datu savākšanu no operacionālajiem sensoriem, lai reāllaikā koriģētu dzesēšanas resursu prognozes. Optimizētā dzesēšana ir samazinājusi kompresoru sistēmu nevajadzīgo darbības laiku par 22%, vienlaikus nodrošinot temperatūras kontroli ar novirzi mazāku par ±0,1 °C no iestatītās vērtības.

Gadījuma pētījums: Adaptīvā iestatītās vērtības pielāgošana 300 mm ražotnē samazināja enerģijas patēriņu par 18%, nekompromitējot procesa iznākumu

Aptuveni 3200 stundu gadā ietaupot kompresora darbības laiku, šī aizvērtā cikla sistēma samazināja kompresora gadā kopējo darbības laiku par 3200 stundām un saglabāja defektu blīvumu

Kāpēc modulārā dizains ir svarīgs pusvadītāju dzesēšanas sistēmās?

Modulārā konstrukcija ļauj nodrošināt redundanci un nozīmē, ka atsevišķas ķēdes var darbināt zemākā jaudas līmenī, palielinot enerģijas taupīšanu un minimizējot traucējumus ražošanas procesā.

Kā darbojas termiskās automatizācijas vadības sistēma (TACS)?

TACS izmanto datus no MES (ražošanas izpildes sistēmas), lai uzlabotu procesa temperatūras stabilitāti, izmantojot prognozējošo vadību (reāllaika paredzēšanu) nepieciešamajiem dzesēšanas pielāgojumiem.

Kāds ir mākslīgā intelekta ietekme uz pusvadītāju dzesētāju sistēmām?

Mākslīgais intelekts ļauj izmantot prognozējošo vadību, lai optimizētu dzesēšanu, minimizētu nevajadzīgu kompresora ciklēšanu un uzlabotu ekspluatācijas efektivitāti.