کنترل اسکنرهای ویفر: روش ها و پیشرفت ها

اقتصاد اطلاعاتی امروزی، شامل پارادایم هایی مانند اینترنت اشیا و عصر کلان داده، بر اساس نیم قرن پیشرفت های تکنولوژیکی در صنعت نیمه هادی ها بر اساس قانون مور ساخته شده است. به طور گسترده ای اعتقاد بر این است که عامل اصلی فناوری در پشت این پیشرفت ها فرآیند لیتوگرافی است، زیرا استاندارد فعلی را برای تولید ریزتراشه ها به شیوه ای مقرون به صرفه فراهم می کند. فوتولیتوگرافی یک فرآیند کلیدی در اسکنرهای ویفر است، ماشین هایی که برای ساخت ریزتراشه ها استفاده می شوند.

با لیست قیمت 10,000,000 تا 150,000,000 دلار، ماشین‌های لیتوگرافی از تعدادی سیستم مکاترونیک بسیار پیچیده تشکیل شده‌اند که توان عملیاتی بالا را با دقت بالا ترکیب می‌کنند. از نظر توان عملیاتی، ماشین‌های لیتوگرافی مدرن می‌توانند حدود 280 ویفر را در ساعت پردازش کنند که در آن کمتر از 10 ثانیه طول می‌کشد تا یک ویفر 300 میلی‌متری حاوی حدود 100 میدان نوردهی در معرض دید قرار گیرد. هر زمینه اجازه می دهد تا تراشه های پیچیده پردازنده از طریق یک فرآیند اسکن ساخته شوند. اسکن با فرمان دادن به یک سری حرکات نقطه به نقطه متصل انجام می شود که در طی آن مشخصات ردیابی سیستم حرکت اسکنر بیشتر در محدوده (زیر) نانومتری است.

دستگاه لیتوگرافی از چندین زیر سیستم اصلی تشکیل شده است. به عنوان مثال، منابع نور، اپتیک های روشنایی، سیستم های ماسک و ویفر، و ربات های جابجایی مواد، این زیرسیستم ها سیستم های مکاترونیک با دقت بالا هستند که از کنترل های پیشرفته برای برآوردن مشخصات استفاده گسترده ای می کنند.

اسکنر ویفر اسکنر

اسکنرهای ویفر از اصل لیتوگرافی استفاده می کنند که روش الگوبرداری تقریباً برای تمام مدارهای مجتمعی است که امروزه تولید می شود. [40] به این ترتیب، یک مرحله کلیدی در فرآیند دایره ای ساخت ریزتراشه نشان داده شده در شکل 1 فراهم می کند. مشخصات اسکنر ویفر معمولاً بر حسب پوشش، وضوح، فوکوس و توان عملیاتی بیان می شود. برهم نهی، چه برهم نهی تک ماشینی (SMO) یا یک برهم نهی ماشینی منطبق بر روی یک سیستم اندازه گیری شود.

منبع نور: تولید و کنترل نور

منبع نور یک سیستم لیزری پیچیده، غیر خطی و چند ورودی چند خروجی (MIMO) است. در این سیستم، نور به صورت قطاری از پالس های چند کیلوهرتز تولید می شود که به آن نرخ تکرار لیزر می گویند. به دنبال قطار پالس، یک حالت خاموش ایجاد می شود که در طی آن هیچ نوری تولید نمی شود که به آن فاصله قطار پالس می گویند. از (1) می توان دریافت که طول موج منبع نور مستقیماً اندازه ویژگی قابل چاپ را تعیین می کند.

اپتیک: جداسازی و کنترل ارتعاش

سیستم نوری پروجکشن در قلب ابزار لیتوگرافی قرار دارد زیرا تصویری از الگوی اصلی روی ماسک را روی ویفر تشکیل می دهد. در ابزارهای DUV، عدسی پروجکشن معمولاً حاوی چندین عنصر عدسی شکستی است، در حالی که در ابزارهای EUV، از آینه های چند لایه استفاده می شود. در سیستم های نوری، معمولا یک قاب وجود دارد که به عنوان مرجع موقعیت برای عناصر و پلت فرم های نوری عمل می کند. عنصر نوری یا به طور فعال نسبت به قاب کنترل می شود یا به صورت فیزیکی به آن متصل می شود. در هر صورت، قاب نوری باید بدون لرزش باشد تا موقعیت ثابت عنصر نوری را در حین کار حفظ کند. علاوه بر این، برای محدود کردن تغییر شکل خود قاب، باید از حرکت با فرکانس پایین اجتناب شود.

پلت فرم: بخش اول - کنترل حرکت

سیستم های پلت فرم ویفر و ماسک، سیستم های موقعیت یابی سریع و دقیق برای حرکت نقطه به نقطه (به صورت سری) هستند. در انجام این کار، این سیستم ها به شدت به کنترل برای ردیابی عملکرد و سرکوب تداخل متکی هستند.

مرحله: قسمت دوم - کنترل تغییر شکل حرارتی

به دلیل نور تابش تولید شده توسط منبع نور، هم ماسک و هم ویفر گرم می شوند و تا حدی تغییر شکل می دهند. این منجر به همپوشانی سطح ویفر و خطاهای تمرکز می شود. این مشکلات را به ترتیب گرمایش ماسک و گرمایش ویفر می نامند.

چشم انداز

انتظار می رود کنترل اسکنرهای ویفر همچنان از نظریه ها و روش های موجود در زمینه سیستم ها و کنترل ها بهره مند شود. این شامل تئوری خطی و غیرخطی، کنترل پیوسته و دیجیتال، کنترل SISO و MIMO، فیلتر کالمن، کنترل تطبیقی، شناسایی سیستم، کنترل تصادفی، کنترل سیستم پارامترهای توزیع شده و کنترل یادگیری است. همچنین در بسیاری از زمینه های کاربردی، به طور سنتی از شاخه های مختلف فیزیک مانند مکانیک کلاسیک، ترمودینامیک، الکترومغناطیس و الکترونیک و اپتیک درگیر است. علاوه بر این، رشته های دیگری مانند ریاضیات و آمار نیز نقش مهمی در کنترل فرآیندهای آماری دارند.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. محدود در سنگاپور واقع شده است، ما بیش از 10 سال است که بر تحقیق و توسعه، ساخت و خدمات فنی قطعات سرامیکی دقیق در زمینه نیمه هادی تمرکز کرده ایم. محصول اصلی ما چاک وکیوم سرامیکی، افکتور انتهایی سرامیکی، پیستون سرامیکی و تیر و راهنمای سرامیکی است و انواع سرامیک های پیشرفته (سرامیک متخلخل، آلومینا، زیرکونیا، نیترید سیلیکون، کاربید سیلیکون، نیترید آلومینیوم و سرامیک دی الکتریک مایکروویو) را تولید می کند.