Laten we het hebben over kameroplossingen

Elke goede student moet uit de fundamentele gaswetten weten dat de druk en temperatuur van een gas direct met elkaar samenhangen.

Als leverancier van vacuümapparatuur moet Edwards niet alleen experts zijn op het gebied van vacuümdruk, maar ook op het gebied van temperatuurregeling. In een halfgeleiderkamer, waar het onze taak is om de subatmosferische druk te regelen, is de temperatuur dan een van de meest invloedrijke regelknoppen.

Het temperatuurbereik van processors in de semi-industrie wordt aan beide uiteinden uitgebreid tot extreem hoge temperaturen voor verwerkte gassen in de turbopompen van de kamer, maar ook tot extreem lage temperaturen voor het wafer en de spankop.

Om een voorbeeld te geven van een hoge temperatuurvereiste, betekent de combinatie van in-situ afzetting en nieuwe materialen dat we de afzetting in het hele vacuümsysteem moeten beheren. In de huidige processen moeten we het hele gaspad door de turbopompbron boven 150 graden c houden. Lage temperaturen verhogen de directionaliteit en selectiviteit van etsprocessors en daarom moeten we vandaag de dag wafertemperaturen onder minus 87 graden c houden.  

Maar als we rekening houden met praktische beperkingen van de warmteoverdracht en de exotherme aard van sommige reacties, moeten de wafertemperaturen echt onder minus 110 graden of zelfs onder minus 120 graden c liggen.

De nieuwe divisie van Edwards heet Semiconductor Chamber Solutionsen bestaat uit turbo- en cryotechnologieën om de procescapaciteit van Edwards uit te breiden op het gebied van zowel druk als temperatuur. Het turbokerntechnologieteam richt zich op thermische isolatie en optimalisatie. In feite hebben ze een nieuwe dynamische rotortemperatuursensor ontwikkeld en onderzoeken ze ook nieuwe materialen die turbopomptemperaturen tot 200 en mogelijk 300 graden c kunnen bereiken.

Ondertussen werkt ons team voor cryotechnologie aan gemengde joule Thomson-koelmiddelcycli, die echt het vermogen kunnen leveren dat nodig is om die wafertemperaturen van min 120 graden c te bereiken.

Er zijn manieren waarop de turbo- en cryotechnologieën van Edwards kunnen samenwerken. Het is bekend dat de aanwezigheid van waterdamp de deeltjesvorming kan verhogen in sommige processen, zoals de selectieve siliciumrand van PVD. In het submillatorbereik is waterdamp echter het belangrijkste bestanddeel van de kameromgeving. Waterdamp is moeilijker te verpompen dan de meeste gassen. De meeste gasmoleculen hebben de neiging om van elkaar af te springen, van de kamerwanden af te springen en van de turbo-inlaatschoepen af te springen, waardoor ze door de turbo en uit de kamer worden geleid. Maar het lage energieniveau van waterdampmoleculen betekent dat ze zich meestal aan de oppervlakken hechten waarmee ze botsen, in plaats van eraf te springen. Daarom is een turbopomp niet de meest effectieve manier om waterdamp te verwijderen.

Een cryogene pomp is echter gewoon niet praktisch, zoals de pomp met één kamer, want als deze alle moleculen opvangt, betekent dit dat hij frequent moet worden geregenereerd, wat gewoon een onaanvaardbare pompefficiëntie zou betekenen.

Maar met de combinatie van een turbo en een waterpomp hebben we een geïntegreerde oplossing. Dat zou de partiële druk van de waterdamp echt kunnen verlagen, de basisdruk kunnen verlagen, wat het aantal deeltjes zou moeten verminderen. Dat kan leiden tot verbeteringen in defectiviteit en daarin kan de opbrengst toenemen, wat de heilige graal is in de chipproductie.