البنية التحتية لشبه الموصلات في غرفة نظيفة لعصر النانومترين: التوسع حول أنظمة الليثوغرافيا ASML
خطط البنية التحتية 2 نانومتر fab حول الليثوغرافيا مع تقسيم غرف نظيفة، تدفق الهواء، المرافق، التحكم في الاهتزاز، التشغيل، والقدرة القابلة للتوسع.
لماذا تغير الليثوغرافيا المتقدمة البنية التحتية الفابية
A غرفة نظيفة شبه موصلات fabيجب التخطيط لدعم إنتاج نانومترين حول أداة الليثوغرافيا وعملياتها الداعمة ، وليس حول تصنيف غرفة عام. تخلق الماسحات الضوئية المتقدمة ومنصات القياس ومسارات الطلاء والتطوير وأنظمة معالجة المواد متطلبات مقترنة بشكل وثيق للجسيمات والتلوث الجزيئي المحمول في الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة والاهتزاز والمرافق والوصول إلى الخدمات. يمكن أن يؤثر الاضطراب الصغير المقبول في غرفة الإلكترونيات التقليدية على التوازن أو التركيز أو تكرار العملية بالقرب من خلية الليثوغرافيا المتقدمة. لذلك يحتاج فريق المرفق إلى أساس تصميم منسق يترجم متطلبات الأدوات إلى أداء قابل للقياس في الغرفة والهيكلية والميكانيكية.
وينبغي أن تفصل المناطق بين وظائف التعرض والقياس الأكثر حساسية عن ممرات الدعم، وتسليم المواد الكيميائية، وطرق الصيانة، وخطوات الإنتاج الأقل أهمية. بدلا من تطبيق أعلى درجة في كل مكان ، يمكن للتصميم استخدام مناطق متداخلة مع التحكم الأكثر صرامة حول الماسح الضوئي ومسار الشبكة. هذهتصنيفات الغرف النظيفةيجب أن تكون مرتبطة بحالات التشغيل الفعلية، بما في ذلك الإنتاج وفترات الخمول والصيانة والانتعاش بعد التدخل. وينبغي أن تقلل مسارات الموظفين والمواد من العبور إلى أدنى حد ممكن، بينما ينبغي أن تسمح الوصول إلى الخدمات للفنيين بالوصول إلى المرافق ومكونات المعدات دون فتح أجزاء كبيرة من أكثر البيئة نظافة.
الاهتزاز والاستقرار الحراري يحتاجون إلى اهتمام متساوي. يمكن لأقواس الأدوات وأنظمة الأرضيات والقنوات والمضخات وحركة المرور القريبة نقل الحركة إلى المعدات الحساسة للتوافق. يجب أن يعالج التحليل الهيكلي الاهتزاز المستمر والأحداث المتقطعة مثل حركة الباب أو نقل المواد. يجب إزالة الحرارة التي تفرجها الأدوات والمحركات والإضاءة والمشغلين دون خلق تيارات هوائية غير مستقرة. وينبغي لفريق المشروع أن يحتفظ بالقدرة للأدوات المستقبلية لأن إضافة الحرارة أو العادم بعد التشغيل يمكن أن تزعج علاقات الضغط وتوزيع تدفق الهواء عبر الخليج.
إن تنسيق المرافق هو قيد حاسم آخر. يجب أن تصل مياه تبريد العملية والطاقة والغازات والفراغ والعادم والضوابط واتصالات البيانات إلى الأداة من خلال مناطق الخدمة المخططة مع نقاط العزل المتاحة. يجب أن تكون الاختراقات مغلقة ومفصلة لتجنب فخاخ الجسيمات. قد تكون المرافق الزائدة مبررة عندما يمكن أن يضر انقطاع قصير بالمنتج أو يتطلب استرداد أداة طويلة. وينبغي وضع نقاط المراقبة حيث تكشف عن الظروف في الواجهات الحساسة بدلاً من توفير متوسط الغرفة الذي يخفي الانجراف المحلي فقط.
تنسيق السقوف وتدفق الهواء وواجهات الأدوات
إنمتطلبات سقف الغرف النظيفةلخليج الليثوغرافيا تمتد إلى ما وراء دعم الفلاتر والأضواء. يجب أن تبقى شبكة السقف مستوية ومغلقة ومستقرة بينما تحمل وحدات الترشيح والحماية من الحرائق والأجهزة الاستشعار وأحمولة الصيانة. وينبغي ترتيب لوحات الوصول بحيث لا تفرج أعمال الخدمة الحطام فوق العمليات المكشوفة. تتطلب احتواء الزلزال وتوافق الطقم وتفاصيل الاختراق التنسيق قبل التصنيع. لا يزال السقف الذي يتم تجميعه من مكونات مقبولة بشكل فردي يمكن أن يفشل في الأداء إذا لم يتم إدارة التسامحات والختم وواجهات المرافق كنظام واحد.
وحداتنظام سقف غرفة نظيفةيمكن تقصير التثبيت وتبسيط إعادة التكوين في وقت لاحق ، ولكن يجب أن تتبع حدود الوحدة خطة تدفق الهواء وتخطيط الأداة. يجب أن تعمل تغطية الفلتر وسرعة الإمداد ومواقع العودة وعادم المعدات معاً لنقل الملوثات بعيداً عن الأسطح الحرجة. مثبت على السقفوحدة فلتر المروحةيوفر تسليم مرن للهواء المصفح ، ومع ذلك فإن تثبيت المزيد من الوحدات لا يحسن الأداء تلقائياً. يمكن أن تؤدي عوائد الموقع السيئ أو المعدات الطويلة إلى خلق الاضطرابات والقصيرة الدوائر والجيوب الراكدة حتى عندما يبدو تدفق الهواء الكلي كافيا.
يجب أن تكون المواد المحيطة بالأداة منخفضة التسرب وقابلة للتنظيف ومتوافقة كيميائيا ومستقرة تحت درجة الحرارة والرطوبة. تحتاج لوحات الجدران والنوافذ والأبواب والأرضيات ومواد الختم إلى أداء موثق مناسب للعملية. ألفغرفة نظيفة أشباه موصلاتتتطلب البيئة أيضا التحكم في الملوثات الجزيئية التي تفرجها منتجات البناء ومواد التشحيم والبلاستيك ومواد التنظيف. وينبغي إجراء مراجعة للمواد قبل الشراء حتى لا يتم اكتشاف الانبعاثات أو عدم التوافق الكيميائي بعد تركيب الماسح الضوئي.
تحتاج واجهات الأدوات إلى ملكية واضحة. يجب على متعاقد الغرف النظيفة ومورد معدات الليثوغرافيا ومصمم المرافق وفريق الأتمتة وسلطة التشغيل الاتفاق على حدود تدفق الهواء والمرافق والاهتزاز والعادم والمراقبة واختبار القبول. وتمنع رسومات الواجهة ومصفوفات المسؤولية الثغرات التي يفترض فيها كل طرف أن الطرف الآخر سيوفر التحكم المطلوب. يمكن للنماذج النموذجية أو النماذج الرقمية المنسقة كشف نزاعات الوصول قبل التصنيع والمساعدة في تأكيد أن أدوات الصيانة والمرشحات الاستبدالية ومسارات الرفع تناسب المساحة المكتملة.
تشغيل الإنتاج المستقر والتوسع المستقبلي
وينبغي أن يتحقق تشغيل المرفق من أنه نظام تشغيل متكامل. يغطي الاختبار عادة كمية تدفق الهواء وسلامة الفلتر وفرقات الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة وسلوك الاسترداد وظروف الجسيمات والاهتزاز والإنذارات واستقرار المرافق. يمكن لتصور تدفق الهواء أن يظهر كيف يتحرك الهواء النظيف حول الماسح الضوئي ومعدات النقل ومواقف المشغل. يجب الاتفاق على حالات الاختبار مسبقا حتى تعكس النتائج ظروف الإنتاج والصيانة الواقعية. وينبغي التحقيق في الانحرافات عبر النظام بأكمله بدلا من تصحيحها من خلال تعديلات معزولة تخلق مشكلة أخرى في أماكن أخرى.
المراقبة المستمرة تسمح لفريق التشغيل للكشف عن الانجراف قبل أن يؤثر على العائد. يمكن اتجاه الضغط والظروف البيئية والجسيمات والاهتزاز والملوثات الجزيئية المختارة إلى جانب أحداث الأدوات ونشاط الصيانة. يجب أن تعكس حدود الإنذار مخاطر العملية والاختلاف الطبيعي. وتحدد خطة الاستجابة العملية من يراجع جهاز الإنذار، وكيف يتم تحديد المواد المحتملة التأثير، وما هي عمليات فحص المرافق المطلوبة، وما هي الأدلة التي تسمح للمنطقة بالعودة إلى الخدمة. وتحول هذه العلاقة بين بيانات المنشأة وقرارات الإنتاج المراقبة إلى جهاز تحكم تشغيلي بدلاً من لوحة تحكم.
يجب أن تبدأ التخطيط للتوسع قبل أول قطعة إنتاج. يمكن تقسيم أنظمة معالجة الهواء والتوزيع الكهربائي ورؤوس المرافق والتحكم وممرات الخدمة إلى مناطق بحيث يتم تثبيت قدرة جديدة مع انقطاع محدود. وينبغي أن تدعم نقاط العزل والحواجز المؤقتة البناء بجانب مناطق التشغيل. ويجب أن تكون القدرة الزائدة حقيقية وموثقة، وليس افتراضا يستند إلى مساحة مادية غير مستخدمة. عندما يتم تنسيق استراتيجية الهندسة المعمارية والسقف وتدفق الهواء والمرافق والمراقبة والتشغيل من البداية ، يمكن للبنية التحتية المتقدمة للنقاشة الليثوغرافية دعم الإنتاج المستقر اليوم ومسار عملي إلى جيل الأدوات القادم.
