Equipment capability is changing
最新装置にはすでに空間制御機能がある
CMPやEtch装置はzone、temperature、gas distributionなどでcenter、middle、edgeを個別に調整できます。しかし制御ノブが多いだけでは目標プロファイルを作るレシピは自動的に決まりません。
Multi-zone polishingとreal-time profile control
CMP装置は複数pressure zoneを持つpolishing headとin-situ metrologyでwithin-wafer polishing profileを調整します。
- Multi-zone polishing head
- Within-wafer uniformity管理
- Profile / endpoint control
Edge・temperature・gas distribution
などcontrol手段の拡大
Etch装置もwafer edgeのplasma条件、wafer temperature、gas distributionなどを使ってacross-wafer uniformityとprofileを調整できます。
- Wafer-edge plasma / sheath tuning
- Radial wafer temperature tuning
- Multi-zone gas distribution / local correction
ノブが増えるほど手動チューニングは難しくなる
zoneやactuatorが増えると相互作用も増え、新製品・新target profileのたびにprocessing、metrology、recipe adjustmentを繰り返す必要があります。
R2R制御は平均値からウェハ内分布へ拡張できる
装置に空間actuatorがあれば、制御対象をwafer-to-wafer平均値からcenter-middle-edge分布や直接定義したtarget profileへ拡張できます。
制御対象の拡張
Run-to-Runという制御cycleはそのままに、管理対象をwafer平均からwithin-wafer profileまで広げます。
WIWNUは重要な管理指標です。productやdownstream processによっては、WIWNUの数値だけでなくwafer profile自体を望む形へ合わせることがより重要な場合があります。
target profileが変わればレシピを再計算する
新しいtarget profileを定義し、必要条件を再計算し、期待結果と装置制約を確認してから適用します。
手作業中心のtuningを、より短いcontrol workflowへ変えます
従来のmanual tuning
productまたは工程目標に合わせて新しいprofileを定義します。
engineerの経験とDOEを基に条件を決めます。
実装置で試験し、結果を確認します。
targetとの差があればrecipeを再度変更します。
targetへ合うまで試験と調整を繰り返します。
Amfibian
engineerが必要なwafer profileを定義します。
modelがtargetに合うcontrol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approval手順に従って実工程へ反映します。
装置にすでにある制御能力を使い切る
実際の範囲は装置architecture、利用可能actuator、metrology、工程制約に依存します。
適用できる範囲
この考え方はCMPのようにmulti-zone actuatorが明確な工程で特に直感的です。Etchでもedge control、wafer temperature、gas distribution、location-specific processingなど装置のspatial control手段に応じて同じ考え方を適用できます。
実際のcontrol範囲は装置構造、利用可能なactuator、計測方式、工程制約によって変わります。Amfibianは各工程で実際に使えるcontrol variableを基準にmodelingとvalidation範囲を決めます。
公開資料で確認できる装置技術例
- Applied Materials — Reflexion CMP: multi-zone polishing headとreal-time profile control
- Lam Research — Kiyo3x: radial wafer temperature tuningによるedge controlとprofile shaping
- Lam Research — Flex G Series: multi-zone gas distributionによるCD uniformity control
- Tokyo Electron — Acrevia: wafer位置別etch量を調整するlocation-specific processing