Menyelesaikan Tantangan Pemrosesan Semikonduktor ALD

Cara Mengatasi Tantangan Pemrosesan Semikonduktor ALD dan ALE Teratas

Dalam dunia fabrikasi semikonduktor yang sangat presisi, beberapa kualitas komponen sistem fluida yang penting adalah biaya masuk. Dalam proses deposisi lapisan atom (ALD) dan etsa lapisan atom (ALE), misalnya, kebersihan ekstrem—sementara semakin sulit dipertahankan karena node proses semakin kecil—sangat penting dari komponen apa pun yang digunakan dalam sistem ini. Kinerja anti bocor juga merupakan keharusan, karena banyak gas yang digunakan dalam sistem fluida proses produksi dapat berbahaya.

Kondisi ini tampaknya menunjukkan bahwa pasar untuk katup, fitting, dan komponen sistem fluida penting lainnya di dunia semikonduktor telah menjadi komoditas. Karena semua opsi harus menyediakan karakteristik penting ini, tingkat kinerja penggunaan akhir di seluruh opsi tersebut dapat diharapkan untuk tetap relatif sama—kan?

Belum tentu. Katup dengan kemurnian sangat tinggi untuk pemrosesan semikonduktor ALD tidak semuanya dibuat sama, dan beberapa opsi lanjutan memiliki potensi untuk membantu perakit mengatasi beberapa tantangan mereka yang paling mendesak. Di bawah ini, kami memeriksa tiga tantangan teratas yang dihadapi perakit semikonduktor dan bagaimana katup proses ALD yang tepat dan komponen sistem fluida lainnya dapat membantu Anda mengatasi dan mengatasi tantangan tersebut dengan lebih percaya diri.

#1. Menangani Kimia yang Tidak Stabil

Sebagaimana dicatat, banyak gas prekursor yang umum dalam proses produksi ALD dan ALE seringkali tidak stabil dan berbahaya. Sementara kedap bocor sangat penting dalam kinerja katup, ada karakteristik tambahan yang harus dicari.

Misalnya, untuk mengelola prekursor secara lebih efektif dan untuk mengeksplorasi penggunaan prekursor baru, Anda mungkin perlu mengarahkan katup proses Anda ke berbagai tekanan dan suhu saat Anda mengejar aliran keadaan gas yang konsisten dan berulang. Ini berarti katup harus bekerja secara dapat diprediksi dan andal di berbagai tekanan dan suhu sistem, termasuk hingga 200 °C.

Selain itu, katup ALD dan katup ALE harus melakukan proses pembersihan dalam parameter presisi yang sama dengan dosis bahan kimia awal. Proses dua langkah ini melibatkan pembersihan gas prekursor dengan nitrogen, yang kemudian perlu dibersihkan juga. Hal ini perlu terjadi dengan cepat dan konsisten untuk menjaga produksi seefisien mungkin.

Valve harus bekerja secara dapat diprediksi dan andal di berbagai tekanan dan suhu sistem, termasuk hingga 200 °C.

Mengurangi efek fluktuasi suhu ekstrem dan pembersihan yang lebih efektif dapat dilakukan dengan katup multiport tertentu dan manifold multivalve yang tersedia. Pilihan Anda di antara dua opsi ini sepenuhnya bergantung pada aplikasi—manifold biasanya lebih sesuai untuk aplikasi di mana volume yang lebih tinggi harus dibersihkan. Namun keduanya bisa menjadi pilihan yang menguntungkan saat Anda berusaha menghadapi tantangan unik dari kimia baru.

#2. Memaksimalkan Hasil

Pabrikan saat ini berfokus pada satu hal di atas segalanya:memaksimalkan volume chip yang layak yang dapat mereka hasilkan selama siklus produksi.

Sementara kecepatan itu penting, konsistensi dan pengulangan bahkan lebih penting. Proses ALD dan ALE sering kali melibatkan jutaan dosis kimia untuk diselesaikan. Katup proses khusus ditugaskan untuk secara konsisten memberikan dosis tersebut dengan andal, seringkali selama jutaan siklus. Volume dosis kimia ini dapat dipengaruhi oleh kapasitas aliran katup proses tetapi lebih dipengaruhi oleh milidetik saat katup proses terbuka. Variasi kecil dalam waktu respons aktuasi katup dapat menyebabkan perubahan tak terduga dalam jumlah bahan kimia yang dikirim ke ruang proses.

Waktu respons aktuasi katup yang kecil dapat menyebabkan perubahan tak terduga dalam jumlah bahan kimia yang dikirim ke ruang proses.

Ada beberapa metrik optimal yang harus dicari dalam katup proses yang dirancang untuk kinerja tinggi yang konsisten:

• Katup harus memberikan kinerja optimal dalam suhu proses setinggi 200 °C
Dalam beberapa proses, akan sangat membantu jika mereka dapat sepenuhnya direndam dalam kotak gas untuk memberikan kontrol yang tepat atas dosis dan pembersihan gas proses
• Mereka harus menawarkan aliran yang tinggi dan konsisten untuk memastikan kesesuaian dengan standar produksi. Aliran ini perlu dikontrol dengan ketat dan presisi agar tetap berada dalam toleransi proses yang ketat—jadi respons katup dan kecepatan aktuasi harus secepat mungkin.
• Katup harus memberikan tingkat kinerja yang sama di jutaan siklus

#3. Mengurangi Total Biaya Kepemilikan

Akhirnya, menurunkan total biaya kepemilikan untuk alat semikonduktor merupakan bagian penting dari efisiensi operasional. Mencapai tujuan ini melibatkan pengurangan potensi waktu henti sedapat mungkin.

Penggunaan gas prekursor yang berbahaya dan korosif, serta fluktuasi suhu dan tekanan yang parah, mengharuskan katup Anda dirancang dan diproduksi secara khusus untuk sistem ALD/ALE. Pertimbangan desain harus mencakup bahan konstruksi katup. Formulasi baja tahan karat dengan keseimbangan optimal dari paduan kinerja tinggi dan kandungan residu sangat penting untuk lingkungan produksi semikonduktor. Peningkatan kadar kromium, nikel, dan molibdenum dalam formulasi baja tahan karat akan membantu meningkatkan kekuatan dan kemampuan material untuk menahan korosi. Kandungan residu tertentu juga harus tetap ada dalam formulasi, termasuk keseimbangan sulfur tertentu untuk memastikan penyelesaian akhir permukaan komponen dan kemampuan las yang optimal. Pabrikan Anda harus dapat menyeimbangkan atribut kinerja penting ini agar sesuai dengan persyaratan aplikasi.

Pemilihan material yang dioptimalkan dapat berkontribusi pada masa pakai komponen yang lebih lama, membantu mengurangi waktu henti untuk pemeliharaan, perbaikan, atau penggantian. Setiap saat downtime mewakili biaya yang signifikan dan hilangnya potensi pendapatan. Mempertimbangkan peran penting yang dimainkan katup dalam proses ALD dan ALE (dan biayanya yang rendah dibandingkan dengan keseluruhan sistem), berinvestasi pada komponen sistem fluida berperforma lebih tinggi dapat menghasilkan pengembalian investasi yang signifikan.

Bekerja dengan pemasok yang tepat untuk mendapatkan katup proses ALD dan ALE yang berkualitas tinggi dan sangat andal juga penting. Idealnya, pemasok Anda akan menunjukkan pemahaman tentang proses lapisan atom dan kompleksitas bawaannya dan dapat membantu memandu Anda menuju pemilihan katup yang tepat untuk kebutuhan Anda. Spesialis semikonduktor kami memiliki pengalaman luas membantu produsen alat semikonduktor dan perakit chip mengembangkan proses produksi dan peralatan mereka. Jika Anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara mengoptimalkan proses Anda, spesialis kami siap untuk memulai percakapan.