Kawalan Pengimbas Wafer: Kaedah dan Perkembangan

Ekonomi maklumat hari ini, termasuk paradigma seperti Internet Perkara dan era Data besar, dibina di atas setengah abad perkembangan teknologi dalam industri semikonduktor berdasarkan Undang-undang Moore. Pemboleh teknologi utama di sebalik perkembangan ini dipercayai secara meluas ialah proses litografi, kerana ia menyediakan piawaian semasa untuk menghasilkan cip mikro dengan cara yang kos efektif. Fotolitografi ialah proses utama dalam pengimbas wafer, mesin yang digunakan untuk membuat cip mikro.

Dengan harga senarai $10,000,000- $150,000,000, mesin litografi terdiri daripada beberapa sistem mekatronik yang sangat kompleks yang menggabungkan daya pemprosesan tinggi dengan ketepatan tinggi. Dari segi daya pemprosesan, mesin litografi moden boleh memproses kira-kira 280 wafer sejam, di mana ia mengambil masa kurang daripada 10 saat untuk mendedahkan wafer 300 mm yang mengandungi kira-kira 100 medan pendedahan. Setiap medan membenarkan cip pemproses yang kompleks dibina melalui proses pengimbasan. Pengimbasan dilakukan dengan mengarahkan satu siri gerakan titik-ke-titik yang disambungkan, di mana spesifikasi penjejakan sistem gerakan pengimbas kebanyakannya berada dalam julat (sub-) nanometer.

Mesin litografi terdiri daripada beberapa subsistem utama. Sebagai contoh, sumber cahaya, optik pencahayaan, sistem topeng dan wafer, dan robot pengendalian bahan, subsistem ini ialah sistem mekatronik berketepatan tinggi yang menggunakan kawalan lanjutan secara meluas untuk memenuhi spesifikasi.

Pengimbas Pengimbas Wafer

Pengimbas wafer menggunakan prinsip litografi, iaitu kaedah corak untuk hampir semua litar bersepadu yang dihasilkan hari ini. [40] Oleh itu, ia menyediakan satu langkah utama dalam proses pekeliling pembuatan cip mikro yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Spesifikasi pengimbas wafer biasanya dinyatakan dari segi tindanan, resolusi, fokus, dan daya pemprosesan. Superposisi, sama ada superposisi mesin tunggal (SMO) atau superposisi mesin sepadan yang diukur pada sistem yang sama.

Sumber cahaya: Penjanaan dan kawalan cahaya

Sumber cahaya ialah sistem laser yang kompleks, bukan linear, berbilang input berbilang keluaran (MIMO). Dalam sistem ini, cahaya dihasilkan dalam bentuk rentetan denyutan beberapa kHz, dipanggil kadar pengulangan laser. Kereta api nadi diikuti oleh keadaan senyap di mana tiada cahaya dihasilkan, dipanggil selang kereta api nadi. Ia boleh dilihat daripada (1) bahawa panjang gelombang sumber cahaya secara langsung menentukan saiz ciri yang boleh dicetak.

Optik: Pengasingan dan kawalan getaran

Sistem optik unjuran berada di tengah-tengah alat litografi kerana ia membentuk imej corak asal pada topeng pada wafer. Dalam alatan DUV, kanta unjuran biasanya mengandungi berbilang elemen kanta biasan, manakala dalam alatan EUV, cermin berbilang lapisan digunakan. Dalam sistem optik, biasanya terdapat bingkai yang berfungsi sebagai rujukan kedudukan untuk elemen dan platform optik. Elemen optik sama ada dikawal secara aktif berbanding bingkai atau disambungkan secara fizikal kepadanya. Walau apa pun, bingkai optik hendaklah bebas getaran untuk mengekalkan kedudukan stabil elemen optik semasa operasi. Di samping itu, gerakan frekuensi rendah harus dielakkan untuk mengehadkan ubah bentuk bingkai itu sendiri.

Platform：Bahagian satu - Kawalan pergerakan

Sistem platform wafer dan topeng ialah sistem penentududukan yang pantas dan tepat untuk pergerakan titik ke titik (dalam siri). Dengan berbuat demikian, sistem ini sangat bergantung pada kawalan untuk menjejak prestasi dan penindasan gangguan.

Peringkat: Bahagian Kedua - Kawalan ubah bentuk haba

Disebabkan oleh cahaya pendedahan yang dihasilkan oleh sumber cahaya, kedua-dua topeng dan wafer akan menjadi panas dan menjadi sebahagiannya cacat. Ini mengakibatkan pertindihan tahap wafer dan ralat pemfokusan. Masalah ini dipanggil pemanasan topeng dan pemanasan wafer masing-masing.

Tinjauan

Kawalan pengimbas wafer dijangka akan terus mendapat manfaat daripada teori dan kaedah dalam bidang sistem dan kawalan. Ini melibatkan teori linear dan tak linear, kawalan berterusan dan digital, kawalan SISO dan MIMO, penapisan Kalman, kawalan penyesuaian, pengenalan sistem, kawalan stokastik, kawalan sistem parameter teragih dan kawalan pembelajaran. Ia juga terlibat dalam banyak bidang aplikasi, secara tradisinya daripada pelbagai cabang fizik seperti mekanik klasik, termodinamik, elektromagnetisme dan elektronik, dan optik. Selain itu, bidang lain seperti matematik dan statistik juga memainkan peranan penting dalam kawalan proses statistik.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. LTD. terletak di Singapura, kami memberi tumpuan kepada penyelidikan dan pembangunan, pembuatan dan perkhidmatan teknikal bahagian seramik ketepatan dalam bidang semikonduktor selama lebih daripada 10 tahun. produk utama kami ialah chuck vakum seramik, pengesan hujung seramik, pelocok seramik dan rasuk & panduan seramik, dan menghasilkan pelbagai bahagian seramik termaju (seramik berliang, alumina, zirkonia, silikon nitrida, silikon karbida, aluminium nitrida dan seramik dielektrik gelombang mikro).