Управление сканерами пластин: методы и разработки

Сегодняшняя информационная экономика, включая такие парадигмы, как Интернет вещей и эпоха больших данных, построена на полувековых технологических разработках в полупроводниковой промышленности, основанных на законе Мура. Широко распространено мнение, что основным технологическим фактором, лежащим в основе этих разработок, является процесс литографии, поскольку он обеспечивает текущий стандарт экономически эффективного производства микрочипов. Фотолитография — ключевой процесс в сканерах пластин, машинах, используемых для изготовления микрочипов.

При прейскурантной цене 10 000 000–150 000 000 долларов литографические машины состоят из ряда очень сложных мехатронных систем, которые сочетают в себе высокую производительность и высокую точность. С точки зрения производительности современные литографические машины могут обрабатывать около 280 пластин в час, при этом экспонирование пластины диаметром 300 мм, содержащей около 100 полей экспонирования, занимает менее 10 секунд. Каждое поле позволяет создавать сложные процессорные микросхемы посредством процесса сканирования. Сканирование осуществляется путем управления серией взаимосвязанных движений «точка-точка», во время которых характеристики отслеживания системы движения сканера в основном находятся в (суб)нанометровом диапазоне.

Литографическая машина состоит из нескольких основных подсистем. Например, источники света, осветительная оптика, системы масок и пластин, а также роботы для обработки материалов — эти подсистемы представляют собой высокоточные мехатронные системы, в которых широко используются расширенные средства управления для соответствия спецификациям.

Сканер пластин

В сканерах пластин используется принцип литографии, который является методом нанесения рисунка практически на все интегральные схемы, выпускаемые сегодня. [40] Таким образом, он обеспечивает ключевой этап в циклическом процессе производства микрочипа, показанного на рисунке 1. Характеристики сканера пластин обычно выражаются с точки зрения наложения, разрешения, фокуса и пропускной способности. Суперпозиция, будь то суперпозиция одной машины (SMO) или суперпозиция соответствующей машины, измеренная в одной и той же системе.

Источник света: Генерация и управление светом

Источник света представляет собой сложную нелинейную лазерную систему с несколькими входами и множеством выходов (MIMO). В этой системе свет генерируется в виде последовательности импульсов частотой в несколько кГц, называемой частотой повторения лазера. За последовательностью импульсов следует состояние покоя, во время которого свет не генерируется, называемое интервалом последовательности импульсов. Из (1) видно, что длина волны источника света напрямую определяет размер печатного элемента.

Оптика: Изоляция и контроль вибрации

Проекционная оптическая система лежит в основе литографического инструмента, поскольку она формирует изображение исходного рисунка на маске на пластине. В инструментах DUV проекционная линза обычно содержит несколько преломляющих линзовых элементов, тогда как в инструментах EUV используются несколько многослойных зеркал. В оптических системах обычно имеется рамка, которая служит ориентиром положения оптических элементов и платформ. Оптический элемент либо активно управляется относительно оправы, либо физически связан с ней. В любом случае оптическая оправа должна быть безвибрационной, чтобы сохранять стабильное положение оптического элемента во время работы. Кроме того, следует избегать низкочастотного движения, чтобы ограничить деформацию самой рамы.

Платформа: Часть первая. Управление движением.

Системы платформ для пластин и масок представляют собой быстрые и точные системы позиционирования для перемещения от точки к точке (последовательно). При этом эти системы в значительной степени полагаются на контроль производительности и подавление помех.

Этап: Часть вторая – Контроль термической деформации

Из-за воздействия света, создаваемого источником света, и маска, и пластина нагреваются и частично деформируются. Это приводит к перекрытию уровней пластин и ошибкам фокусировки. Эти проблемы называются нагревом маски и нагревом пластины соответственно.

Перспективы

Ожидается, что управление сканерами пластин и дальше будет развиваться благодаря теориям и методам в области систем и средств управления. Сюда входят линейная и нелинейная теория, непрерывное и цифровое управление, управление SISO и MIMO, фильтрация Калмана, адаптивное управление, идентификация системы, стохастическое управление, управление системой с распределенными параметрами и управление обучением. Он также используется во многих областях применения, традиционно из различных разделов физики, таких как классическая механика, термодинамика, электромагнетизм и электроника, а также оптика. Кроме того, другие области, такие как математика и статистика, также играют важную роль в управлении статистическим процессом.

ФОУНТИЛ ТЕХНОЛОДЖИЗ ПТЕ. ООО. расположена в Сингапуре, мы более 10 лет занимаемся исследованиями, разработками, производством и техническим обслуживанием прецизионных керамических деталей в области полупроводников. Нашей основной продукцией являются керамические вакуумные патроны, керамические концевые эффекторы, керамические плунжеры и керамические балки и направляющие. Мы производим различные детали из современной керамики (пористая керамика, оксид алюминия, диоксид циркония, нитрид кремния, карбид кремния, нитрид алюминия и микроволновая диэлектрическая керамика).