Kelajuan tanpa kompromi: membolehkan generasi seterusnya pemprosesan lapisan atomik - sebuah kisah pelanggan
Kajian kes secara ringkas:
Cabaran - Meningkatkan kelajuan proses PEALD dan ALE sambil mengekalkan kawalan tekanan dan pengeluaran gas yang diperlukan untuk pemprosesan lapisan atom yang boleh diulang.
Penyelesaian - platform FALP plasway-Technologies menggabungkan penukaran gas pantas dan pengagihan gas yang seragam dengan pam turbomolekul Edwards STP-iXA3306CV untuk tekanan operasi rendah dan pengeluaran gas ruang yang cepat.
Keputusan - Peralihan tekanan kira-kira 100 ms dari puncak suntikan gas ke tekanan operasi plasma, dengan pam turbomolekul Edwards masih beroperasi sepenuhnya selepas empat tahun eksperimen berterusan dalam persekitaran PEALD.
Apabila peranti semikonduktor menjadi semakin kompleks, pengeluar menghadapi cabaran yang sukar: bagaimana anda meningkatkan kelajuan proses tanpa mengorbankan ketepatan skala atom yang diperlukan oleh peranti canggih?
Proses seperti Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition (PEALD) dan Atomic Layer Etching (ALE) adalah penting untuk menghasilkan struktur kompleks yang terdapat dalam cip paling maju masa kini.
Cabaran ini mudah untuk diterangkan, tetapi sukar untuk diselesaikan: meningkatkan produktiviti sambil mengekalkan kawalan proses.
Mengapa pemprosesan lebih pantas bermula dengan persekitaran proses
Dalam pemprosesan lapisan atom, gas mesti masuk ke dalam ruang dengan cepat, diedarkan secara seragam di seluruh wafer dan kemudian dikeluarkan dengan cekap sebelum langkah proses seterusnya bermula. Peralihan yang perlahan boleh mengehadkan hasil keluaran, manakala pengeluaran gas yang tidak lengkap boleh menjejaskan kebolehulangan dan kualiti proses.
Apabila proses menjadi lebih pantas, prestasi persekitaran proses yang lebih luas menjadi semakin penting. Tiga faktor adalah kritikal:
- Hantar gas dengan pantas.
- Agihkan mereka secara sekata.
- Alihkan mereka dengan cepat dan bersih sebelum kitaran seterusnya bermula.
Ini mengubah cara kita memandang vakum. Daripada sekadar mencipta tekanan yang diperlukan, teknologi vakum boleh menjadi pemudah cara aktif bagi prestasi proses.
Mewujudkan keadaan untuk pemprosesan lapisan atom berkelajuan tinggi
Ini adalah cabaran yang dihadapi oleh plasway-Technologies ketika membangunkan platform Proses Lapisan Atom FAST (FALP) mereka. Direka untuk menggabungkan PEALD dan ALE berkelajuan tinggi dalam satu ruang, FALP menggabungkan penukaran gas yang pantas, kawalan tekanan yang tepat dan pengagihan gas yang sangat seragam.
Dengan ruang FALP, kami telah mencipta sistem ALE/PEALD bersepadu berkelajuan tinggi pertama di dunia, menggabungkan pertukaran gas ultra-pantas, aliran gas simetri dan pam turbo Edwards untuk menetapkan penanda aras baru dalam pemprosesan ALE/PEALD.
Untuk merealisasikan ini, platform memerlukan lebih daripada reka bentuk proses yang canggih. Ia memerlukan penyelesaian vakum yang mampu membersihkan gas proses dari ruang dengan pantas sambil mengekalkan keadaan tekanan rendah yang stabil yang diperlukan untuk pemprosesan plasma yang boleh diulang.
Di sinilah kepakaran Edwards dalam persekitaran vakum semikonduktor menjadi kritikal. Bekerjasama dengan plasway-Technologies, Edwards membantu mewujudkan keadaan yang diperlukan untuk menyokong objektif prestasi platform tersebut, dengan menerapkan pengetahuan proses semikonduktor selama beberapa dekad bersama kepakaran teknologi vakumnya.
Di tengah-tengah penyelesaian adalah pam turbomolekul Edwards STP-iXA3306CV, yang dipilih untuk membantu mencapai tekanan operasi rendah dan pengeluaran gas ruang yang cepat, terutamanya semasa fasa pembersihan.
Dalam PEALD dan ALE, setiap kitaran mesti dipisahkan dengan bersih daripada yang berikutnya. Gas sisa yang tinggal dalam ruang boleh mengurangkan pemilihan proses, meningkatkan risiko pencemaran dan menjejaskan kebolehulangan. Oleh itu, kelajuan pam yang tinggi menjadi pemudah cara proses, bukan sekadar spesifikasi vakum.
Bukti bahawa kelajuan dan ketepatan boleh wujud serentak
Keputusan ini menunjukkan apa yang boleh dicapai apabila kepakaran proses dan teknologi vakum digabungkan untuk menyelesaikan cabaran pembuatan.
Dalam platform FALP, tekanan ruang bilik beralih dari puncak tembakan gas ke tekanan operasi plasma dalam kira-kira 100 milisaat, menyokong pertukaran gas pantas yang diperlukan untuk PEALD dan ALE berkelajuan tinggi.
Sama pentingnya, plasway-Technologies melaporkan bahawa selepas empat tahun eksperimen berterusan dalam persekitaran PEALD, pam turbomolekul Edwards kekal beroperasi sepenuhnya.
Bagi pengeluar, keputusan ini diterjemahkan kepada manfaat yang nyata:
- Peralihan proses yang lebih pantas
- Potensi hasil yang lebih tinggi
- Keadaan proses yang stabil dan boleh diulang
- Kebolehpercayaan terbukti dalam aplikasi yang menuntut
- Keyakinan yang lebih tinggi dalam meningkatkan proses lanjutan
Melihat ke hadapan
Apabila lebar garis semikonduktor menjadi lebih kecil dan struktur peranti menjadi lebih kompleks, pengeluar memerlukan kawalan yang semakin tepat terhadap pemendapan bahan dan etsa pada skala atom.
Kerjasama antara plasway-Technologies dan Edwards mencerminkan peralihan yang lebih luas yang sedang berlaku dalam pembuatan semikonduktor. Apabila proses lapisan atom maju bergerak dari persekitaran pembangunan ke arah penerimaan pembuatan yang lebih meluas, perhatian semakin tertumpu kepada persekitaran proses itu sendiri.
Kemajuan seterusnya dalam PEALD dan ALE tidak akan didorong oleh satu teknologi terobosan tunggal. Ia akan datang daripada menggabungkan kombinasi kepakaran proses, reka bentuk sistem dan teknologi yang membolehkan untuk membuka kunci pembuatan yang lebih pantas, lebih cekap dan lebih boleh dipercayai.
Dalam persekitaran itu, vakum bukan lagi sekadar utiliti sokongan. Ia semakin menjadi penyumbang penting kepada keupayaan proses, membantu pengeluar merapatkan jurang antara ketepatan skala atom dan produktiviti skala industri.
Masa depan pemprosesan lapisan atomik akan bergantung bukan sahaja pada pencapaian ketepatan skala atom, tetapi juga pada penyampaian ketepatan tersebut pada kelajuan yang dituntut oleh pembuatan semikonduktor moden.
Soalan Lazim
Apakah peranan vakum dalam PEALD dan ALE?
Teknologi vakum membantu mengekalkan keadaan tekanan rendah yang diperlukan untuk pemprosesan plasma dan dengan cepat mengeluarkan gas proses antara langkah-langkah proses. Pengeluaran gas yang cekap juga membantu mengekalkan kebolehulangan proses dan mengurangkan risiko gas sisa yang mempengaruhi kitaran seterusnya.
Mengapa pengeluaran gas yang cepat penting dalam pemprosesan lapisan atom?
PEALD dan ALE memerlukan gas proses diperkenalkan, diedarkan dan dikeluarkan dengan cekap sebelum langkah proses seterusnya bermula. Peralihan yang lebih pantas dapat menyokong kadar pengeluaran yang lebih tinggi, manakala pengeluaran gas yang tidak lengkap boleh menjejaskan kebolehulangan dan kualiti proses.
Pam vakum manakah yang digunakan di platform FALP?
Platform FALP menggunakan pam turbomolekul Edwards STP-iXA3306CV, yang dipilih untuk membantu mencapai tekanan operasi rendah dan pengeluaran gas ruang yang cepat, terutamanya semasa fasa pembersihan.
Seberapa cepat peralihan tekanan dalam platform FALP?
Tekanan ruang berpindah dari puncak suntikan gas ke tekanan operasi plasma dalam kira-kira 100 milisaat, menyokong pertukaran gas yang pantas yang diperlukan untuk PEALD dan ALE berkelajuan tinggi.
