チャンバソリューションについて

優秀な学生なら誰でも、基本的なガスの法則から、ガスの圧力と温度が直接関係していることを知っているはずです。

真空装置のサプライヤとしてエドワーズは、真空圧だけでなく温度制御の専門家である必要があります。半導体チャンバでは、大気圧以下の気圧を制御するのが当社の仕事ですが、温度は、最も影響力のあるコントロールノブの1つです。

半導体業界のプロセッサの温度範囲は、チャンバのターボポンプで処理されるガスのために非常に高温になりますが、ウエハーやチャックのために非常に低温になるなど、その両端に伸びています。

高温要件の例を挙げると、in-situ蒸着と新材料の組み合わせは、真空システム全体の蒸着を管理する必要があることを意味します。現在のプロセスでは、ターボポンプソースを通過するガス経路全体を150°C以上に維持する必要があります。低温によってエッチングプロセッサの方向性と選択性が高めるため、現在ではウエハー温度をマイナス87°C以下にする必要があります。  

しかし、実際の熱伝達の限界と一部の反応の発熱性を考慮すると、ウエハー温度はマイナス110°C以下またはマイナス120°以下にする必要があります。

エドワーズの新部門は、半導体チェンバソリューションと呼ばれています。この部門は、ターボ技術とクライオ技術で構成され、圧力と温度の両面でエドワーズのプロセス能力を拡張します。ターボのコア技術チームは、熱分離と最適化に重点を置いています。実際、新しい動的ローター温度センサーを開発し、ターボポンプ温度を最大200℃、可能であれば300℃のターボポンプ温度を実現できる新素材も研究しています。

一方、当社のクライオ技術チームは、ウエハー温度がマイナス120°Cに到達するために必要な電力を実際に供給できるジュールトムソンサイクルの混合冷媒に取り組んでいます。

エドワーズのターボ技術とクライオ技術を連携させる方法はいくつかあります。水蒸気の存在により、PVD選択シリコンエッジなどの一部のプロセスにおいて粒子の形成を増加する可能性があることが知られています。ただし、サブミレーターの範囲では、チャンバ環境の主な構成要素は水蒸気です。水蒸気は、ほとんどのガスよりも排出が困難です。ほとんどのガス分子は互いに跳ね返り、チャンバの壁で跳ね返り、ターボの吸気ブレードで跳ね返る傾向があり、ターボを通過してチャンバから排出するのに役立ちます。しかし、水蒸気分子は、エネルギーレベルが低いため、跳ね返るのではなく、衝突面にくっつく傾向があるため、ターボポンプは、水蒸気を除去する最も効果的な方法ではありません。

とはいうのも、極低温ポンプは唯一のチャンバポンプとしては実用的ではありません。すべての分子を捕捉すると、頻繁に再生が必要になり、ポンプ効率が悪くなってしまうからです。

しかし、ターボとウォータポンプの組み合わせにより、統合ソリューションが実現しました。これにより水蒸気分圧が大幅に減少し、ベース圧力が低下して粒子数が減少する可能性があります。これは、チップ製造の理想である、欠陥率の改善と歩留まりの向上につながる可能性があります。