工業冷水機製造商 LNEYA Taiwan
最新のウェハー製造における半導体チラーのアプリケーション
ウェハは半導体チップ製造の中核材料である。一般に高純度シリコンでできた丸い薄いシートである。トランジスタ、キャパシタ、抵抗、多層配線構造は、フォトリソグラフィ、エッチング、薄膜蒸着などの工程を経て、その表面に構築される。そのため、ウェハーの品質がチップの性能を直接左右する。
ウェハープロセスは温度の影響を受けやすい。温度変動はエッチング深さ、フォトレジスト現像効果、膜応力分布に影響を与え、微細構造の一貫性に影響を与える。そのため、ウェハー製造には、高精度、高速応答、長期安定した温度制御システムが必要である。高精度な温度制御は、ウェハー製造に不可欠な設備です。
半導体冷却装置を使用する主要プロセス
フォトリソグラフィー
フォトリソグラフィは、ウェハ表面に回路パターンを「印刷」する微細パターン転写技術である。そのプロセス精度がチップの集積度と性能を決定する。具体的な手順は、ウェハー上にフォトレジストを均一にスピンコートし、マスクを通して露光し、特定の領域に光を照射し、現像液を使ってパターンを表示させ、最後に固化させて乾燥させる。
チラーは、露光機の光源、スピンコーターのプロセスチャンバー、現像機の冷却プレートの温度を制御することができます。これにより、フォトレジストの劣化や、ウェハの局所的な熱膨張によるアライメントエラーを防ぐことができます。また、高精度レーザー位置決めシステムの冷却水を供給することもできます。
ドライエッチング
ドライエッチングは、反応性イオンエッチング（RIE）と誘導結合プラズマエッチング（ICP）に分けられる。プラズマまたは反応性ガスを使用して、リソグラフィーで形成されたパターンを材料層に刻み込む。このプロセスでは、反応チャンバーの冷却、電極プラットフォームの温度制御、真空ポンプシステムとプラズマ源の保護にチラーが使用される。その温度制御の安定性は、エッチングされたパターンの垂直性と均一性に直接影響する。
薄膜蒸着
蒸着とは、ウェハー上に絶縁層、導電層、バリア層を形成することである。主に物理的気相成長法（PVD）、化学的気相成長法（CVD）、原子層堆積法（ALD）によって実現される。チラーは、成膜反応室の温度を制御し、ターゲット、コイル、冷却板などを冷却し、膜厚の変動やパーティクルの発生を回避することができる。中でもALDプロセスはより高い温度制御精度が要求され、動的な温度制御はチラーがあって初めて実現できる。
研磨工程
化学的機械研磨（CMP）は、化学的腐食と機械的摩擦の複合作用の下で、ウェーハ表面を研磨し、全体的な平坦性を達成するプロセスである。多層配線の前に必要な工程です。研磨スラリーの循環と研磨パッドとウェーハ間の摩擦により、大きな熱が発生します。廃熱の除去が間に合わないと、研磨ディスクの熱膨張を引き起こし、ウェーハ表面の平坦性に影響を与えます。このため、研磨ディスクを時間内に冷却し、研磨液の温度を制御し、研磨後の洗浄装置に恒温の純水を供給するチラーが必要となる。
検査とテスト
各工程の後、AOI自動光学検査、Eビーム電子ビーム検査、電気プローブ検査などの検査を通して、欠陥や電気特性を検出する必要があります。チラーはAOIレンズ、電気プローブシート、CCD、レーザースキャニングモジュールを冷却し、装置の温度上昇による画像ドリフトやエラーを防ぎます。
チラーのウェハー製造要件
ウエハー製造におけるチラーへの要求は、精度、安定性、清浄度、応答速度など多方面にわたる。
温度制御精度
リソグラフィー、エッチング、薄膜蒸着などのプロセスでは、わずかな温度差が線幅の変化、膜厚の不均一、エッチング深さの違いなどを引き起こし、チップの性能に影響を与えます。ある種のクリティカルなプロセスでは、±0.05℃、あるいは±0.02℃の温度精度が要求されます。
応答速度
ウェハ製造ではプロセスの切り替えが比較的頻繁に行われるため、チラーには生産遅延を防ぐための迅速な温度調整が求められる。チラーには、設定温度に素早く到達し、起動後も安定した運転が求められる。加熱または冷却の速度は、少なくとも5℃/分以上でなければならない。温度の乱れがあっても、速やかに設定値に戻ること。
清潔さ
ウェハー製造の中核となる作業場は高度なクリーンルームであり、微小な不純物であっても工程内に持ち込まれ、ウェハー汚染を引き起こす可能性がある。そのため、冷却水には抵抗率10MΩ・cm以上の超純水を使用し、イオン性不純物のキャビティへの侵入を防ぐ必要がある。パイプラインに使用される材料は、金属が析出しているものは使用できない。
安定性
ウエハー製造は通常年中無休である。装置の運転コストが高く、チラーの故障はバッチ不良品の原因となる。チラーの連続運転時間は20,000時間以上が要求され、二重ポンプ、二重回路、またはN+1冗長設計を備えている。遠隔アラーム、システム自己診断、自動切替、その他のインテリジェント機能をサポートする必要がある。
ゾーン温度制御
加熱ゾーンと冷却ゾーンなど、装置上に異なるプロセスゾーンがあり、同時に異なる温度のクーラントが必要な場合があります。このシナリオでは一般的に マルチチャンネル・チラー 各流路のパラメーターを独立して制御できる。各ゾーンの温度、圧力、流量は独立して設定できる。
安全性
ウェハー製造に使用されるプロセス液には、引火性、毒性、腐食性などの特性があります。チラーユニットはCE、UL、SEMI S2/S8、RoHSなどの国際認証に合格する必要があります。電気、冷媒回路、ポンプ本体などは防爆要求を満たす必要がある。また、様々な安全装置を装備する必要がある。
LNEYA半導体チラー
LNEYA社は、ハイエンド温度制御機器の研究開発に焦点を当てた中国のチラーメーカーです。その製品は、ウェハ製造、パッケージングとテスト、レーザー、チップパッケージング、および他のリンクで広く使用されています。
当社は、以下の温度範囲で制御可能なカスタマイズされたチラー・ソリューションを提供しています。 -150℃〜+350 温度制御精度は最高 ±0.02℃マルチチャンネル制御を含む柔軟なコンフィギュレーションが可能、 空冷式 または 水冷式 のオプションがある、 防爆 デザインなどなど。
LNEYAチラーのエキスパートにウェハー温度制御のニーズをご相談ください。
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