Mengatasi Tantangan Utama dalam Pemrosesan Semikonduktor ALD dan ALE

Cara Mengatasi Tantangan Teratas Pemrosesan Semikonduktor ALD dan ALE

Di dunia presisi tinggi manufaktur semikonduktor, beberapa kualitas komponen sistem fluida esensial adalah biaya masuk. Dalam proses penletapan lapisan atom (ALD) dan pengukuran lapisan atom (ALE), misalnya, kebersihan ekstrim—selagi semakin sulit dipelihara seiring semakin kecilnya node proses—adalah kritis dari setiap komponen yang digunakan dalam sistem ini. Performa bocor aman juga adalah wajib, karena banyak gas yang digunakan dalam sistem fluida proses produksi dapat berbahaya.

Kondisi ini mungkin menunjukkan bahwa pasar untuk klep, pasang, dan komponen sistem fluida kritis lainnya di dunia semikonduktor telah menjadi agak komoditas. Karena semua opsi harus menyediakan karakteristik esensial ini, tingkat performa penggunaan akhir di antaranya dapat diharapkan tetap relatif sama—benar?

Tidak selalu. Klep kekecilan ultra untuk pemrosesan ALD semikonduktor tidak semua sama, dan beberapa opsi canggih memiliki potensi untuk membantu pabrikasi mengatasi beberapa tantangan paling mendesak mereka. Di bawah, kita memeriksa tiga tantangan teratas yang dihadapi pabrikasi semikonduktor dan bagaimana klep proses ALD yang tepat dan komponen sistem fluida lainnya dapat membantu Anda mengatasi dan mengatasi tantangan tersebut dengan lebih percaya diri.

#1. Menangani Kimia Tidak Stabil

Seperti yang disebutkan, banyak gas precursor umum dalam proses produksi ALD dan ALE sering tidak stabil dan berbahaya. Meskipun bocor aman adalah esensial dalam performa klep, ada karakteristik tambahan yang harus dicari.

Misalnya, untuk mengelola precursor lebih efektif dan untuk menjelajahi penggunaan yang baru, Anda mungkin perlu menempatkan klep proses Anda pada tekanan dan suhu yang sangat bervariasi saat Anda mengejar aliran gas yang konsisten dan dapat diulang. Ini berarti klep harus melakukan dengan dapat diprediksi dan andal dalam rentang luas tekanan dan suhu sistem, termasuk hingga 200°C.

Selain itu, klep ALD dan klep ALE harus melakukan proses pengosongan dalam parameter yang sama presisi seperti pemakaian kimia awal. Proses dua langkah ini melibatkan pengosongan gas precursor dengan nitrogen, yang kemudian juga perlu diosongkan. Ini harus terjadi dengan cepat dan konsisten untuk menjaga produksi tetap efisien.

Klep harus melakukan dengan dapat diprediksi dan andal dalam rentang luas tekanan dan suhu sistem, termasuk hingga 200°C.

Mengurangi efek fluktuasi suhu ekstrem dan lebih efektif dalam pengosongan dapat dicapai dengan beberapa klep multiport dan manifold klep multiklep yang tersedia. Pilihan Anda antara kedua opsi ini sepenuhnya tergantung pada aplikasi—manifold biasanya lebih sesuai untuk aplikasi di mana volume yang lebih besar harus diosongkan. Namun keduanya dapat menjadi opsi menguntungkan saat Anda mencoba mengatasi tantangan unik dari kimia baru.

#2. Memaksimalkan Yield

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

Sementara kecepatan penting, konsistensi dan repeatabilitas bahkan lebih kritis. Proses ALD dan ALE sering melibatkan jutaan pemberian kimia untuk diselesaikan. Klep proses spesialis ditugaskan untuk secara konsisten memberikan pemberian tersebut dengan andal, seringkali selama jutaan siklus. Volume pemberian kimia ini dapat dipengaruhi oleh kapasitas aliran klep proses namun lebih dipengaruhi oleh milidetik di mana klep proses terbuka. Variansi kecil dalam waktu respons aktuasi klep dapat menyebabkan perubahan tidak terduga dalam jumlah kimia yang diberikan ke ruang proses.

Waktu respons aktuasi klep yang kecil dapat menyebabkan perubahan tidak terduga dalam jumlah kimia yang diberikan ke ruang proses.

Ada beberapa metrik optimal yang harus dicari dalam klep proses yang dirancang untuk performa tinggi secara konsisten:

• Klep harus memberikan performa optimal dalam suhu proses hingga 200°C
• Dalam beberapa proses, membantu jika mereka dapat sepenuhnya ditutup dalam gas box untuk memberikan kontrol presisi atas pemakaian dan pengosongan gas proses
• Mereka harus menawarkan aliran tinggi dan konsisten untuk memastikan kepatuhan dengan standar produksi. Aliran ini perlu dikontrol erat dan presisi untuk tetap dalam toleransi proses yang ketat—sehingga waktu respons dan kecepatan aktuasi klep harus secepat mungkin.
• Klep harus memberikan tingkat performa yang sama selama jutaan siklus

#3. Mengurangi Total Biaya Milik

Terakhir, menurunkan total biaya milik untuk alat semikonduktor adalah bagian penting dari efisiensi operasional. Mencapai tujuan ini melibatkan mengurangi waktu henti potensial di mana pun mungkin.

Penggunaan gas precursor berbahaya dan mengkorosi, serta fluktuasi suhu dan tekanan yang parah, memerlukan klep Anda dirancang dan diproduksi khusus untuk sistem ALD/ALE. Pertimbangan desain harus mencakup bahan konstruksi klep. Formulasi stainless steel dengan keseimbangan yang dioptimalkan antara legasi performa tinggi dan konten sisa adalah kritis untuk lingkungan produksi semikonduktor. Tingkat chromium, nikel, dan molibdenum yang tinggi dalam formulasi stainless steel akan membantu meningkatkan kekuatan material dan kemampuan menahan korosi. Konten sisa tertentu juga harus tetap dalam formulasi, termasuk keseimbangan sulfur tertentu untuk memastikan finishing permukaan komponen penggunaan akhir yang optimal dan kemampuan las. Produsen Anda harus dapat menyeimbangkan atribut performa kritis ini untuk memenuhi persyaratan aplikasi.

Pemilihan material yang dioptimalkan dapat berkontribusi pada umur layanan komponen yang diperpanjang, membantu mengurangi waktu henti untuk pemeliharaan, perbaikan, atau penggantian. Setiap saat waktu henti mewakili biaya yang signifikan dan kerugian pendapatan potensial. Mempertimbangkan peran kritis yang dimainkan oleh klep dalam proses ALD dan ALE (dan biaya rendahnya relatif terhadap seluruh sistem), berinvestasi dalam komponen sistem fluida yang berperforma lebih tinggi dapat menghasilkan pengembalian investasi yang signifikan.

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