Batch装置にはすでに高度なzone制御機能があります
半導体や太陽電池製造のdiffusion、oxidation、anneal、LPCVDなどのthermal工程では、多数のwaferを一度に処理するbatch furnaceが広く使われます。最近の装置はthroughputだけでなく温度均一性と応答性を高めるため、multi-zone heaterと高度なthermal control機能を備えています。
たとえばTokyo Electronの300 mm batch thermal systemは最大200枚のwaferをmulti-zone control heaterで処理し、JTEKT Thermo Systemsの太陽電池向けhorizontal furnaceは1 batchあたり200〜400枚を処理します。
同じbatchでも位置によって結果が変わります
Boat内のtop、middle、bottomではwaferが経験するthermal historyが異なります。管理すべき対象はfurnace温度そのものだけでなく、位置別wafer結果のばらつきです。
boat全体を目標範囲へ
Zoneが増えるほど手動tuningは複雑になります
エンジニアは測定結果を見てheater zoneのsetpointを変え、再びbatchを流します。複数zoneが互いに影響し、製品やrecipeが変われば最適条件も変わるため、試験が繰り返されます。
複数zoneを独立制御
Heating zone、gas、pressure、timeなど装置が持つ制御変数で工程状態を調整します。
目標結果に必要な条件を計算
Boat内の位置別結果と制御変数をつなぎ、target uniformityに必要なzone recipeを計算して適用前に予想結果を確認します。
Batch結果から次のrecipeを調整します
Amfibianはbatch結果と工程データから、位置別ばらつきとzone条件の関係をモデル化します。目標や製品が変われば、新しいtargetに合うrecipeを再計算し、検証後に次runへ適用します。
従来の手動tuning
現在のrecipeでwafer boatを処理します。
Top / middle / bottomの結果ばらつきを確認します。
エンジニアが測定結果と経験から条件を調整します。
目標に合うまでbatch runと測定を繰り返します。
Amfibian
位置別測定結果と工程データを反映します。
目標均一性に必要な条件を計算します。
予想結果と工程・装置制約を確認します。
顧客が定めた承認手順に従って生産へ反映します。
半導体・太陽電池のbatch thermal工程にも適用できます
同じbatch furnaceでもactuator、計測方法、管理する工程結果は装置や産業ごとに異なります。Amfibianは実際に調整できる変数と重要な品質結果を基準にモデリング・検証範囲を定めます。
Diffusion · Anneal · Batch Deposition
Boat内wafer位置によるfilm、dopant、thermal process結果のばらつきを管理し、次batchのzone条件調整に活用できます。
半導体の適用例を見る →Diffusion · Oxidation · Thermal Process
大量waferを同時処理するPV furnaceで位置別ばらつきを管理し、製品条件に合わせてzone recipeを調整できます。
太陽電池の適用例を見る →公開資料で見るbatch装置の制御方式
装置メーカーもthroughputだけでなくmulti-zone thermal controlと温度均一性を主要機能として掲げています。Amfibianは既存の制御機能をそのまま使い、実際のwafer結果に合うzone条件を計算するsoftware layerです。