Kontrola skanerów waflowych: metody i rozwój

Dzisiejsza gospodarka informacyjna, obejmująca paradygmaty takie jak Internet Rzeczy i era big Data, zbudowana jest na pół wieku rozwoju technologicznego w branży półprzewodników w oparciu o prawo Moore’a. Powszechnie uważa się, że głównym czynnikiem technologicznym stojącym za tymi zmianami jest proces litografii, ponieważ zapewnia on obecny standard ekonomicznej produkcji mikrochipów. Fotolitografia to kluczowy proces w skanerach płytek, maszynach używanych do wytwarzania mikrochipów.

Maszyny litograficzne, których cena katalogowa wynosi od 10 000 000 do 150 000 000 dolarów, składają się z szeregu bardzo złożonych systemów mechatronicznych, które łączą wysoką wydajność z dużą precyzją. Pod względem wydajności nowoczesne maszyny litograficzne mogą przetwarzać około 280 płytek na godzinę, przy czym naświetlenie płytki o średnicy 300 mm zawierającej około 100 pól naświetlania zajmuje mniej niż 10 sekund. Każde pole umożliwia budowanie złożonych układów procesorowych w procesie skanowania. Skanowanie odbywa się poprzez polecenie serii połączonych ruchów od punktu do punktu, podczas których specyfikacje śledzenia systemu ruchu skanera mieszczą się głównie w zakresie (poniżej) nanometrów.

Maszyna litograficzna składa się z kilku głównych podsystemów. Na przykład źródła światła, optyka oświetlenia, systemy masek i płytek oraz roboty do transportu materiałów – podsystemy te to precyzyjne systemy mechatroniczne, które w szerokim zakresie wykorzystują zaawansowane sterowanie w celu spełnienia specyfikacji.

Skaner waflowy Skaner

Skanery płytek wykorzystują zasadę litografii, która jest metodą tworzenia wzorów w prawie wszystkich produkowanych obecnie układach scalonych. [40] Jako taki stanowi kluczowy etap w cyklicznym procesie wytwarzania mikrochipa pokazanym na rysunku 1. Specyfikacje skanera płytkowego są zazwyczaj wyrażane w kategoriach nakładki, rozdzielczości, ostrości i przepustowości. Superpozycja, niezależnie od tego, czy jest to superpozycja pojedynczej maszyny (SMO), czy superpozycja dopasowanej maszyny mierzona w tym samym systemie.

Źródło światła: wytwarzanie i kontrola światła

Źródłem światła jest złożony, nieliniowy system laserowy o wielu wejściach i wyjściach (MIMO). W tym systemie światło jest wytwarzane w postaci ciągu impulsów o częstotliwości kilku kHz, zwanej częstotliwością powtarzania lasera. Po ciągu impulsów następuje stan spoczynku, podczas którego nie jest wytwarzane żadne światło, zwany interwałem ciągu impulsów. Z (1) wynika, że ​​długość fali źródła światła bezpośrednio określa wielkość nadrukowanego elementu.

Optyka: Izolacja i kontrola wibracji

Układ optyczny projekcyjny stanowi serce narzędzia litograficznego, ponieważ tworzy obraz oryginalnego wzoru na masce na płytce. W narzędziach DUV soczewka projekcyjna zawiera zwykle wiele załamujących elementów soczewki, natomiast w narzędziach EUV stosuje się wiele zwierciadeł wielowarstwowych. W układach optycznych zwykle występuje ramka, która służy jako odniesienie położenia dla elementów optycznych i platform. Element optyczny jest albo aktywnie sterowany względem oprawki, albo fizycznie z nią połączony. W każdym przypadku oprawa optyczna powinna być pozbawiona drgań, aby podczas pracy zachować stabilną pozycję elementu optycznego. Ponadto należy unikać ruchu o niskiej częstotliwości, aby ograniczyć deformację samej ramy.

Platforma: Część pierwsza – Sterowanie ruchem

Systemy platform waflowych i maskowych to szybkie i precyzyjne systemy pozycjonowania umożliwiające ruch od punktu do punktu (szeregowo). Przy tym systemy te w dużym stopniu polegają na kontroli wydajności śledzenia i tłumieniu zakłóceń.

Etap: Część druga – Kontrola odkształceń termicznych

Ze względu na światło ekspozycyjne wytwarzane przez źródło światła, zarówno maska, jak i płytka nagrzeją się i ulegną częściowemu odkształceniu. Powoduje to nakładanie się poziomów płytek i błędy ogniskowania. Problemy te nazywane są odpowiednio nagrzewaniem maski i nagrzewaniem płytek.

Perspektywy

Oczekuje się, że w sterowaniu skanerami płytek w dalszym ciągu korzystać będą z teorii i metod z zakresu systemów i kontroli. Obejmuje to teorię liniową i nieliniową, sterowanie ciągłe i cyfrowe, sterowanie SISO i MIMO, filtrowanie Kalmana, sterowanie adaptacyjne, identyfikację systemu, sterowanie stochastyczne, sterowanie systemem parametrów rozproszonych i sterowanie uczeniem się. Zajmuje się także wieloma dziedzinami zastosowań, tradycyjnie z różnych dziedzin fizyki, takich jak mechanika klasyczna, termodynamika, elektromagnetyzm i elektronika oraz optyka. Ponadto inne dziedziny, takie jak matematyka i statystyka, również odgrywają ważną rolę w statystycznej kontroli procesu.

TECHNOLOGIE FOUNTYL PTE. SP. Z O.O. z siedzibą w Singapurze, od ponad 10 lat koncentrujemy się na badaniach i rozwoju, produkcji i usługach technicznych precyzyjnych części ceramicznych w dziedzinie półprzewodników. Naszym głównym produktem są ceramiczny uchwyt próżniowy, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczny tłok oraz ceramiczna belka i prowadnica, a także produkuje różne zaawansowane części ceramiczne (porowata ceramika, tlenek glinu, tlenek cyrkonu, azotek krzemu, węglik krzemu, azotek glinu i ceramika dielektryczna mikrofalowa).