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PROCESS CONTROL · BATCH UNIFORMITY

バッチ内位置ばらつきを次のレシピへ反映する

WHY IT MATTERS

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。

装置が複数zoneを独立制御できても、望ましいbatch結果を作る最適なzone recipeが自動的に決まるわけではありません。

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。

TOP wafersMIDDLE wafersBOTTOM wafers
Target uniformity位置別ばらつきを減らし
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。

EQUIPMENT

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。

→
AMFIBIAN

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

01
Batch処理

現在のrecipeでwafer boatを処理します。

02
位置別結果を確認

Top / middle / bottomの結果ばらつきを確認します。

03
Zone条件を修正

エンジニアが測定結果と経験から条件を調整します。

04
再処理・反復

目標に合うまでbatch runと測定を繰り返します。

装置時間と反復試験が必要

Amfibian

01
Batch profile入力

位置別測定結果と工程データを反映します。

02
Zone recipe計算

目標均一性に必要な条件を計算します。

03
適用前検証

予想結果と工程・装置制約を確認します。

04
次batchへ適用

顧客が定めた承認手順に従って生産へ反映します。

反復的なzone tuningを削減

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。

SEMICONDUCTOR

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 →
SOLAR / PV

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。