Điều khiển máy quét wafer: Phương pháp và sự phát triển

Nền kinh tế thông tin ngày nay, bao gồm các mô hình như Internet vạn vật và kỷ nguyên Dữ liệu lớn, được xây dựng trên nửa thế kỷ phát triển công nghệ trong ngành bán dẫn dựa trên Định luật Moore. Yếu tố công nghệ chính đằng sau những phát triển này được nhiều người tin là quy trình in thạch bản, vì nó cung cấp tiêu chuẩn hiện tại để sản xuất vi mạch theo cách tiết kiệm chi phí. Quang khắc là một quy trình quan trọng trong máy quét wafer, máy được sử dụng để chế tạo vi mạch.

Với giá niêm yết từ 10.000.000 USD đến 150.000.000 USD, máy in thạch bản bao gồm một số hệ thống cơ điện tử có độ phức tạp cao kết hợp công suất cao với độ chính xác cao. Về công suất, các máy in thạch bản hiện đại có thể xử lý khoảng 280 tấm wafer mỗi giờ, trong đó chỉ mất chưa đầy 10 giây để phơi sáng một tấm wafer 300 mm chứa khoảng 100 trường phơi sáng. Mỗi trường cho phép xây dựng các chip xử lý phức tạp thông qua quá trình quét. Quá trình quét được thực hiện bằng cách ra lệnh cho một loạt chuyển động điểm-điểm được kết nối, trong đó các thông số kỹ thuật theo dõi của hệ thống chuyển động máy quét hầu hết nằm trong phạm vi (phụ) nanomet.

Máy in thạch bản bao gồm một số hệ thống con chính. Ví dụ: nguồn sáng, quang học chiếu sáng, hệ thống mặt nạ và tấm bán dẫn cũng như robot xử lý vật liệu, các hệ thống con này là hệ thống cơ điện tử có độ chính xác cao sử dụng rộng rãi các điều khiển tiên tiến để đáp ứng các thông số kỹ thuật.

Máy quét wafer

Máy quét wafer sử dụng nguyên lý in thạch bản, đây là phương pháp tạo mẫu cho hầu hết các mạch tích hợp được sản xuất ngày nay. [40] Như vậy, nó cung cấp một bước quan trọng trong quy trình tuần hoàn sản xuất vi mạch như trong Hình 1. Thông số kỹ thuật của máy quét wafer thường được thể hiện dưới dạng lớp phủ, độ phân giải, tiêu điểm và thông lượng. Sự chồng chất, dù là chồng chất một máy (SMO) hay chồng chất máy phù hợp được đo trên cùng một hệ thống.

Nguồn sáng: Tạo và điều khiển ánh sáng

Nguồn sáng là một hệ thống laser phức tạp, phi tuyến tính, nhiều đầu vào, nhiều đầu ra (MIMO). Trong hệ thống này, ánh sáng được tạo ra dưới dạng một chuỗi xung có tốc độ vài kHz, được gọi là tốc độ lặp lại của laser. Tiếp theo chuỗi xung là trạng thái tĩnh trong đó không có ánh sáng nào được tạo ra, được gọi là khoảng thời gian của chuỗi xung. Có thể thấy từ (1) rằng bước sóng của nguồn sáng quyết định trực tiếp kích thước của đối tượng có thể in được.

Quang học: Cách ly và kiểm soát độ rung

Hệ thống quang học chiếu là trung tâm của công cụ in thạch bản vì nó tạo thành hình ảnh của mẫu ban đầu trên mặt nạ lên tấm bán dẫn. Trong các công cụ DUV, thấu kính chiếu thường chứa nhiều thành phần thấu kính khúc xạ, trong khi ở các công cụ EUV, nhiều gương nhiều lớp được sử dụng. Trong các hệ thống quang học, thường có một khung đóng vai trò làm tham chiếu vị trí cho các phần tử và nền tảng quang học. Phần tử quang học được điều khiển chủ động tương ứng với khung hoặc được kết nối vật lý với khung. Trong mọi trường hợp, khung quang phải không bị rung để duy trì vị trí ổn định của thành phần quang trong quá trình hoạt động. Ngoài ra, nên tránh chuyển động tần số thấp để hạn chế sự biến dạng của khung.

Nền tảng: Phần một - Điều khiển chuyển động

Hệ thống nền tảng wafer và mặt nạ là hệ thống định vị nhanh và chính xác cho chuyển động từ điểm này sang điểm khác (nối tiếp). Khi làm như vậy, các hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào khả năng kiểm soát để theo dõi hiệu suất và ngăn chặn nhiễu.

Giai đoạn: Phần thứ hai - Kiểm soát biến dạng nhiệt

Do ánh sáng tiếp xúc do nguồn sáng tạo ra, cả mặt nạ và tấm bán dẫn sẽ nóng lên và bị biến dạng một phần. Điều này dẫn đến sự chồng chéo cấp độ wafer và lỗi lấy nét. Những vấn đề này được gọi tương ứng là làm nóng mặt nạ và làm nóng wafer.

Quan điểm

Việc điều khiển máy quét wafer dự kiến ​​sẽ tiếp tục được hưởng lợi từ các lý thuyết và phương pháp trong lĩnh vực hệ thống và điều khiển. Điều này liên quan đến lý thuyết tuyến tính và phi tuyến, điều khiển liên tục và kỹ thuật số, điều khiển SISO và MIMO, lọc Kalman, điều khiển thích ứng, nhận dạng hệ thống, điều khiển ngẫu nhiên, điều khiển hệ thống tham số phân tán và điều khiển học tập. Nó cũng liên quan đến nhiều lĩnh vực ứng dụng, theo truyền thống từ các ngành vật lý khác nhau như cơ học cổ điển, nhiệt động lực học, điện từ và điện tử, và quang học. Ngoài ra, các lĩnh vực khác như toán học, thống kê cũng đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát quá trình thống kê.

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ FOUNTYL. TNHH. được đặt tại Singapore, chúng tôi tập trung vào nghiên cứu và phát triển, sản xuất và dịch vụ kỹ thuật các bộ phận gốm sứ chính xác trong lĩnh vực bán dẫn trong hơn 10 năm. Sản phẩm chính của chúng tôi là mâm cặp chân không bằng gốm, bộ tác động cuối bằng gốm, pít tông gốm và dầm & thanh dẫn bằng gốm, đồng thời sản xuất nhiều loại gốm sứ tiên tiến (gốm xốp, alumina, zirconia, silicon nitride, silicon cacbua, nhôm nitrit và gốm điện môi vi sóng).