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虚拟传感器的创新有助于提高生产力
(2024年6月12日更新)

摘要:使用泛林集团Equipment Intelligence应对腔室匹配挑Invensense代理

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制造芯片需要许多不同类型的工艺设备,包括沉积、光刻、艺设备。大规模生产要求芯片制造商使用大量相同腔室的设备组来执行特定的工艺步骤,如制造3D晶体管的鳍片刻蚀。理想情况下,设备组中的每个晶圆批次都会得到相同的处理,这意味着每个晶圆腔的运行过程将与所有其他晶圆腔完全相同。但在实际操作中,由于许多控制参数的极小差异,腔室的性能会有所不同,从而影响工艺流程的成功。必须协调优化这些参数,包括压力、温度、电力输送和表面条件。

腔室匹配挑战

使腔室性能更接近的过程被称为腔室匹配。随着芯片设备尺寸的缩小和工艺公差的日益严格,腔室匹配的挑战也在增加。传统的方法包括金腔室方法和子部件匹配。金腔室方法将以一个腔室为标准,并试图调整所有其他腔室以达到相同的效果。子部件匹配的重点是硬件子系统,并定义每个腔室必须满足的严格公差规格。该方法的假设是,如果每个腔室的所有部件都完全相同,则每个腔室应相同。这两种传统方法在处理先进等离子工艺复杂的物理化学相互作用时都有其局限性。

泛林数据分析仪:验证的解决方案

泛林集团Equipment Intelligence数据分析仪已广泛应用于2300设备组匹配和大数据分析在平台上刻蚀腔室。世界各地的许多晶圆厂报告了腔室匹配性能的显著提高,以及腔室排除故障的速度、正常运行时间和MTBC(平均清洗时间)得到有效改善和改善。

数据分析仪采用的方法是检查晶圆过程中设备传感器输出的大型数据集,识别一系列腔室的自然分布,检测不匹配的腔室,然后挖掘根本原因并纠正。这是一种大数据多元腔室子系统中许多信号的大数据多元机器学习方法。

图1. 泛林集团2300刻蚀系统及其在Equipment Intelligence大数据机学习分析前后的工艺窗口分布图

现可用于多站工艺模块

增强等离子体的化学气相沉积 (PECVD) 与原子层沉积 (ALD) 新版腔室设计EquipmentIntelligence目前,数据分析仪已部署在多个晶圆厂。该软件已经调整,可以适应PECVD/ALD腔室和蚀蚀腔室(多基座)vs.晶圆流动场景在单晶圆腔中的差异。随着新分析方案的增加,跨多站工艺模块可以跟踪单片晶圆的移动。

自动调和也应用于软件的处理PECVD/ALD晶圆流独特的配方组、子配方和多次配方迭代。

图2. 泛林PECVD工艺设备与4x4(一次四片晶圆)腔室不同视图

创新虚拟传感器

目前,许多客户已经开始使用晶圆厂EquipmentIntelligence数据分析仪,利用VECTORStrataPECVD延长预防性维护周期和正常运行时间等设备组的生产数据正在加速满足客户最关键的需求。这包括根据回归模型创建和部署预测控制图,使用分类模型预测指标,并向关键人员发送通知,以便尽快发现问题速解决潜在问题。基于虚拟测量的回归模型可以预测生产设备的性能,更容易挖掘生产趋势的根本原因。数据分析仪还用于快速诊断腔室匹配或计划外停机等各种关键设备。

大数据机学习方法(如数据分析仪)在半导体制造量产中的关键目标之一是使工艺设备比以往任何时候都具有更高的生产力(以更低的成本生产更晶圆),世界各地许多客户的晶圆厂都在实现这一目标。


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