EN
Контрола температуре је од суштинског значаја за побољшање производње, гаранцију конзистентне продуктивности и одржавање профитабилних фабричких постројења на конкурентном тржишту.
Кључни инжењерски концепти полупроводничког процесног хладника
Управљање температуром у затвореном кругу са прилагођавањем оптерећења у реалном времену
Процесни хладници у полупроводничкој индустрији одржавају температурну стабилност од око ± 0,1 °C користећи систем топлотне управљања затвореном зачепком који прилагођава проток хладило у реалном времену помоћу сензора притиска и температуре. Они користе напредне пропорционално-интегралне производе (ПИД) контролере који динамички реагују на промене топлотних оптерећења. На пример, током процеса ецкирања, неки контролери ће прилагодити брзине компресора и стопу пумпе како би се спречиле варијације температуре које могу оштетити плочице које се обрађују. У чланку из 2023. године изданог од стране компаније Semiconductor Engineering, истраживање је показало да ако се топлотне варијације не контролишу, стопа дефекта повећава се за 18%. У блиској будућности, предиктивни алгоритми ће бити критични за предвиђање промена оптерећења у процесима на високој температури са контролисаним стабиним стањем како би се осигурала доследна перформанса.
Магнетни компресори и хлађење у каскади
Достизање изузетне прецизности и контроле у температурним распонима мањим од 0,1 °C може се постићи само кроз напредну хладну технику користећи двостепно каскадно хладњавање. Прецизна контрола до 0,1 °C и чак < 0,1 °C прецизност може се постићи развијањем првих фаза замрзивачких петља које каскадују од првог хлађења или хлађења до других петља. Поред тога, компресори са магнетним лежајима без уља се користе у каскадним системима хлађења. Одсуство уља у систему значи мање трљања, зноја и контаминације система. Осим тога, компресори на основу магнетног лежаја могу да изврше ситне прилагођавања оперативне брзине за чак 0,1%. Последица ове оперативне стабилности се преводи у величине оперативне стабилности. То значи да систем за хлађење може остати у функцији у оквиру 10% укупног капацитета система и још увек бити у стању да остане и одржи температурну стабилност од ± 0,05 °C. Ова врста оперативне стабилности и прецизности је потребна у контроли температуре и стабилности литографије у ЕУВ, у којој топлотне Осим тога, системи магнетних лежаја су енергетски ефикаснији за више од 35% од компресора претходне технологије (АШРАЕ, 2023)
Интелигентна интеграција: Како се полупроводнички процесни хладњак интегрише са основном опремом
Укључење са ЕУВ литографијом, ЦМП и АЛД системима
Процесни хладњачи произвођача полупроводника одржавају конзистентну температуру од ±0,05 °C критичне температуре када су директно повезани са системима за контролу процесних алата током екстремне ултраљубичасте литографије како би се спречили грешке у усклађивању узроковане топлот За хемијско механичко полирање, ови хладилачи увек прилагођавају свој капацитет хлађења како би одговорили на синергетске и фрикционе топлотне оптерећења која могу прећи 10 кВт по квадратном метри. За одлагање атомског слоја, хладилници се прилагођавају температурној контроли услова прекурсорске реакције. Прошле године, Semiconductor Engineering је известио да је ова врста сарадње резултирала са 18% смањењем дефеката вафера на 3nm чвору. Системи за контролу алата за процес комуницирају са хладилима у реалном времену, осигуравајући да сва три система раде у унисону користећи исте комуникационе протоколе, СЕЦС / ГЕМ и Модбус ТЦП.
Достићи ефикасност док се бавите проблемом високог протока, ниског делта-Т
"Предозирање" је опрема која се користи за производњу полупроводника. Ова комбинација захтева представља изазов за традиционалне системе. Полупроводнички процесни хладилници превазилазе овај изазов користећи:
- Пумпе са променљивом брзином које постижу и одржавају ламинарни проток са протокним стопом хладила до 200 ГПМ.
- Микроканални разменници топлоте који постижу и одржавају ефикасност топлотног преноса која је 2 пута већа од традиционалних разменника топлоте.
- Прогнозни алгоритми који идентификују и предвиђају промене у топлотном оптерећењу због брзо мењајућих процеса.
Овај метод обезбеђује разлике у оперативној температури не веће од ± 0,1 °C и обезбеђује 35% смањење потрошње енергије у поређењу са системима са фиксним брзинама. Полупроводнички процесни хладилници оптимизују равнотежу температурне разлике / масе протока, омогућавајући систему да ефикасно спречи отпад од прехладења током времена неактивности, што је критична карактеристика за одрживо функционисање фабрике (АСМЕ 2023).
Одржавање дугорочне прецизности: калибрација, дијагностика и адаптивна контрола Превентивно праћење микроканалног топлотног разменника и деградације струје.
Микроканални топлотни размениоци захтевају континуирану дијагностику. Чак и акумулација честица под 5 микрона, иако је наизглед незнатна, доводи до смањења ефикасности преноса топлоте за 12-18% годишње, што директно утиче на принос вафера. Напреднији системи имају три додатне карактеристике: 1. Сензори проток у реалном времену (сензори акумулације пливача) откривају смањење проток више од 2% предвиђеног пада притиска. 2. Уколико је потребно. Адаптивни системи за управљање који се аутоматски прилагођавају додатном топлотном отпорности као резултат загњетавања. 3. Уколико је потребно. "Автоматизовани системи хемијског инжекционог циклуса (очишћење псориаза) који су хемијски активни као резултат проводности. Ове карактеристике помажу да се одржава оперативна контрола у оквиру контроле ± 0,05 °C и продуже интервали сервиса за 40% у поређењу са предвиђеним распоредом одржавања. Свака три месеца сензори се калибришу како би се показало да су у складу са стандардом за тражење (крио) НИСТ-а, а машинско учење је коришћено за моделирање и предвиђање неуспеха у оквиру од 72 сата.
Често постављене питања: Зашто је контрола температуре у производњи полупроводника тако значајан фактор?
Контрола температуре је значајан фактор у производњи полупроводника јер је производњи процес на нано-масежи која доводи до дефеката и са тим долази губитак профитабилности.
Како полупроводнички хладилници могу да контролишу такву прецизну температуру?
Да би се постигла таква прецизна контрола температуре, полупроводнички процесни хладилници користе затворени циклус, каскаду фрижидера и компресоре са магнетним лежајима.
Зашто се у овим системима користе компресори са магнетним лежајима?
Магнетни компресори са лежајем олакшавају тријање, остају чисти и омогућавају прецизна прилагођавања брзине, што је од кључне важности за обезбеђивање температурне стабилности система и побољшање енергетске ефикасности.