एचिंग प्रक्रियाओं में चयनात्मकता और लागत नियंत्रण

अवधारणा के प्रमाण (पीओसी) से उच्च मात्रा विनिर्माण (एचवीएम) तक

बेज़ार्ड ने नक़्क़ाशी प्रौद्योगिकी के विकास के तीन चरणों का वर्णन किया:

1. नक़्क़ाशी के लिए आवश्यक नक़्क़ाशी एजेंट, गैस और सहायक परतों का निर्धारण।

2. निर्दिष्ट सीमा के भीतर फिल्मों को पूरी तरह से हटाने और वेफर पर एकरूपता प्राप्त करने की क्षमता का प्रदर्शन।

3. यह निर्धारित करना कि उच्च उपज और कम बहाव के साथ उच्च मात्रा विनिर्माण (एचवीएम) में हजारों चिप्स पर प्रक्रिया को कैसे दोहराया जाए।

आमतौर पर, कुशल नक़्क़ाशी और एकीकरण इंजीनियर विकास के पहले दो चरणों को संभालते हैं। तीसरे चरण में इंजीनियरिंग विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, लेकिन मशीन लर्निंग मददगार हो सकती है।

बेज़ार्ड ने कहा, "मशीन लर्निंग और डेटा विश्लेषण आमतौर पर केवल तीसरे चरण में ही उपयोगी होते हैं।" "यह बहुत शक्तिशाली है क्योंकि यह बड़ी मात्रा में डेटा तक पहुंच सकता है और लाखों छोटे और सरल इंटरैक्शन को समझ सकता है। इसलिए, मानव मस्तिष्क के लिए इसे समझना बहुत मुश्किल है, लेकिन कंप्यूटर प्रोग्राम के लिए इसे प्रबंधित करना आसान है। हालांकि, जब काम करते हैं नए अनुप्रयोगों, नई सामग्रियों की नक़्क़ाशी, या नए एकीकरण परिदृश्यों के साथ, इसने मनुष्यों की तुलना में कोई सुधार नहीं दिखाया है।"

मशीन लर्निंग का उपयोग विनिर्माण लागत से भी संबंधित है क्योंकि तीसरे चरण में हजारों वेफर्स शामिल होते हैं, जो पहले और दूसरे चरण में उपयोग की गई संख्या से अधिक परिमाण का क्रम है।

लैम रिसर्च में एच उत्पाद समूह के वरिष्ठ निदेशक बैरेट फिंच ने नए प्रक्रिया पथ को नाममात्र प्रक्रिया प्रवाह और लेआउट से अवधारणा सत्यापन प्राप्त करने और वेफर पर एक या अधिक कार्यशील उपकरणों को विकसित करने के रूप में वर्णित किया। अवधारणा का यह प्रमाण (पीओसी) प्रक्रिया को बढ़ाने और उपज बढ़ाने के लिए वेफर फैब में उत्पाद विकास टीम को स्थानांतरित कर दिया जाता है।

फिंच ने कहा, "नाममात्र अवधारणा सत्यापन को लाभदायक राजस्व-उत्पादक उत्पादों में बदलने के लिए आवश्यक कार्य की मात्रा को अक्सर कम करके आंका जाता है, जिसके परिणामस्वरूप लाभप्रदता में एक महत्वपूर्ण अंतर होता है। प्रक्रिया विंडो मॉडलिंग विकास के शुरुआती चरणों में फैब विविधताओं को पेश करके इस अंतर को पाटने का प्रयास करती है। पथ खोज।" उन्होंने सुझाव दिया कि अपेक्षित परिवर्तनों का अनुकरण करने और पीओसी का परीक्षण करने के लिए वर्चुअल डिज़ाइन ऑफ़ एक्सपेरिमेंट्स (डीओई) और मोंटे कार्लो-आधारित मल्टी-पैरामीटर विश्लेषण का उपयोग किया जा सकता है।

फिंच ने कहा, "प्रोसेस विंडो मॉडलिंग इस तरह के सवालों का जवाब दे सकती है, 'न्यूनतम डिवाइस प्रदर्शन और उपज प्राप्त करने के लिए मुझे कितनी सीडी या परिवर्तनशीलता बनाए रखने की आवश्यकता है?' हमने कुछ ही दिनों में प्रक्रिया विंडो परीक्षण के लिए दस लाख से अधिक वर्चुअल वेफर्स का सिमुलेशन पूरा कर लिया, जिसे वास्तविक जीवन में हासिल करना असंभव है।"

एकाधिक पैरामीटर ईच दर, प्रोफ़ाइल और चयनात्मकता को प्रभावित करते हैं। एक प्रमुख कारक तापमान है। लैम रिसर्च में सेमीकंडक्टर प्रोसेस और इंटीग्रेशन इंजीनियरिंग के वरिष्ठ प्रबंधक बेंजामिन विंसेंट ने कहा कि ग्राहक नक़्क़ाशी की गति, चयनात्मकता और प्रोफ़ाइल पर थर्मल प्रभावों के प्रभाव का निरीक्षण कर सकते हैं। ये सभी पैरामीटर डिवाइस की उपज और वेफर फैब उत्पादकता को प्रभावित करते हैं। उनका मानना है कि सिमुलेशन विशेष रूप से उपयोगी हो सकता है जब एक प्रक्रिया चरण में कई संभावित कॉन्फ़िगरेशन (एक बड़ी प्रक्रिया स्थान) होते हैं या जब उस चरण के डाउनस्ट्रीम परिणाम अत्यधिक अप्रत्याशित होते हैं।

लैम रिसर्च की सहायक कंपनी एस्गी टेक्नोलॉजीज के उत्पाद विपणन प्रबंधक एलेक्स ग्वेर्मौचे ने उल्लेख किया, "नक़्क़ाशी प्रक्रिया चिप की सतह के तापमान पर निर्भर करती है, जो थर्मल चालन, आयन प्रभाव ऊर्जा, सतह प्रतिक्रियाओं और प्लाज्मा विकिरण सहित विभिन्न ताप प्रवाह से प्रभावित होती है। गर्मी का प्रवाह।" उन्होंने आगे बताया, "इसलिए, एक प्लाज्मा मॉडल को चिप सतह पर तापमान भिन्नता का सटीक वर्णन करने के लिए इन सभी भौतिक विशेषताओं को शामिल करने की आवश्यकता होती है। प्रक्रिया सिमुलेशन सॉफ्टवेयर हमें नक़्क़ाशी विशेषताओं की एक श्रृंखला को मॉडल करने की अनुमति देता है, जिससे हम तेजी से बेहतर नक़्क़ाशी परिणाम प्राप्त करने में सक्षम होते हैं और उत्पादन उपज को बढ़ाने या अनुकूलित करने के लिए हमारे ग्राहकों की क्षमता में तेजी लाएं।"

नक़्क़ाशी प्रक्रिया में सटीक समय प्राप्त करना

सख्त ज्यामिति और पतली फिल्मों के लिए, ईच दर और अन्य ऑपरेटिंग मापदंडों पर अच्छे नियंत्रण के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है।

फिंच ने कहा, "जैसे-जैसे डिज़ाइन नियम सिकुड़ते हैं, कई ईच प्रक्रियाएं बहुत तेजी से प्लाज्मा ईच प्रक्रिया चरणों में परिवर्तित हो रही हैं, जिसके लिए सभी प्रतिक्रिया इनपुटों के अत्यधिक सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है: शक्ति, दबाव, रसायन विज्ञान और तापमान।" उन्होंने कहा कि प्लाज्मा पल्स व्यवहार को अनुकूलित करने की दिशा में भी एक प्रवृत्ति है, जहां विशिष्ट आयन-से-तटस्थ अनुपात उत्पन्न होते हैं और फिर उपोत्पाद साफ हो जाते हैं। "इस परिदृश्य का उन्नत मॉडलिंग उपकरण को और अधिक बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण है।"

नक़्क़ाशी प्रणाली के निर्माता अगले नोड के विकास में तेजी लाने या उत्पादन उपज बढ़ाने के लिए कुछ समय से मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग कर रहे हैं। इस प्रक्रिया की जटिलता और इसके सभी परिवर्तनों को देखते हुए, यह आश्चर्य की बात नहीं है।

फिंच ने कहा, "अगली नोड प्रौद्योगिकी के विकास के दौरान सभी संभावित प्रक्रिया प्रयोगों को संचालित करने के लिए पर्याप्त समय या पर्याप्त वेफर्स नहीं है।" "ईच उपकरण विन्यास के सेटों की संख्या लाखों या अरबों में भी हो सकती है, जिससे सभी प्रक्रिया संभावनाओं के साथ पूर्ण वेफर विकास असंभव हो जाता है।"

बेशक, सभी अच्छे मॉडल वास्तविक चिप्स पर मान्य होते हैं। फिंच ने कहा, "एक अच्छा मॉडल पूर्वानुमानित होना चाहिए और इसे उन विशिष्ट समस्याओं का समाधान करना चाहिए जिन्हें उपयोगकर्ता हल करना चाहते हैं।" "वास्तविक फैब डेटा को हर बार अनुशंसित परिणामों को प्रतिबिंबित करना चाहिए जब सिम्युलेटेड कार्य के आधार पर किसी प्रक्रिया या डिज़ाइन में बदलाव की सिफारिश की जाती है। हमारे मामले में, हम मॉडल-आधारित परिणामों का उपयोग करके प्रक्रिया परिवर्तनों के प्रभाव का सटीक अनुमान लगाने और कठिन प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी विकास को जल्दी से हल करने में सक्षम थे। समस्याएँ।"

उपकरण आपूर्तिकर्ता अपनी उत्पादन लाइनों को अधिक मजबूती से एकीकृत करने और दो-मास्क स्तर की प्रक्रियाओं (दो लिथोग्राफी चरणों) को एक प्रक्रिया में बदलने के लिए उन्नत नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं का विकास कर रहे हैं, जिससे प्रक्रिया सरल हो जाती है और लागत कम हो जाती है।

बेज़ार्ड ने कहा, "कंपनियों ने स्विस सेना के चाकूओं को अधिक परिष्कृत बनाने के लिए मौजूदा हार्डवेयर को फिर से तैयार नहीं किया है, लेकिन विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप प्रौद्योगिकियों को पेश किया है, जैसे अत्याधुनिक समस्याओं को हल करने के लिए नई प्रणालियाँ।" लक्ष्य दो रेखाओं को एक-दूसरे के करीब लाना है, जिसके लिए वर्तमान में एक लाइन पैटर्निंग चरण और फिर एक कटिंग मास्क की आवश्यकता होती है। "एप्लाइड मटेरियल और अन्य जो परिचय दे रहे हैं वह क्षैतिज दिशा में सीधी नक़्क़ाशी की एक विधि है।" यह प्रक्रिया छिद्रों को भी बड़ा कर सकती है।

जारी रहती है...