Batch 設備本來就具備精細的 zone 控制能力
半導體與太陽能製造中的 diffusion、oxidation、anneal、LPCVD 等 thermal 製程,廣泛使用一次處理多片 wafer 的 batch furnace。新一代設備除了 throughput,也透過 multi-zone heater 與精細 thermal control 提升溫度均勻度與反應速度。
例如 Tokyo Electron 的 300 mm batch thermal system 可處理最多 200 片 wafer 並使用 multi-zone control heater;JTEKT Thermo Systems 的太陽能電池 horizontal furnace 每個 batch 可處理 200–400 片 wafer。
同一個 batch 中,不同位置的結果仍會不同
Boat 內 top、middle、bottom 位置的 wafer 經歷不同 thermal history。真正要管理的不是 furnace 溫度本身,而是不同位置 wafer 結果的差異。
讓整個 boat 回到目標範圍
Zone 越多,手動 tuning 越複雜
工程師查看量測結果、修改 heater zone set point,再重新執行 batch。多個 zone 彼此影響,產品或 recipe 改變時最佳條件也會改變,因此試驗會不斷重複。
獨立控制多個 zone
利用 heating zone、gas、pressure、time 等設備控制變數調整製程狀態。
計算達到目標結果需要的條件
連結 boat 內位置別結果與控制變數,計算 target uniformity 所需的 zone recipe,並在套用前檢查預期結果。
根據 batch 結果調整下一個 recipe
Amfibian 利用 batch 結果與製程資料,建立位置差異與 zone 條件之間的模型。目標或產品改變時,重新計算符合新 target 的 recipe,驗證後套用到下一個 run。
傳統手動 tuning
以目前 recipe 處理 wafer boat。
確認 top / middle / bottom 的結果差異。
工程師依量測結果與經驗調整條件。
持續重複 batch run 與量測直到達到目標。
Amfibian
反映位置別量測結果與製程資料。
計算達到目標均勻度需要的條件。
確認預期結果與製程、設備限制。
依客戶設定的核准程序反映到生產。
也可用於半導體與太陽能的 batch thermal 製程
即使是相同 batch furnace,actuator、量測方式與要管理的製程結果也會因設備與產業而不同。Amfibian 依據實際可調整的變數與真正重要的品質結果,定義建模與驗證範圍。
Diffusion · Anneal · Batch Deposition
管理 boat 內 wafer 位置造成的 film、dopant、thermal process 結果差異,並調整下一個 batch 的 zone 條件。
查看半導體應用案例 →Diffusion · Oxidation · Thermal Process
在一次處理大量 wafer 的 PV furnace 中管理位置別差異,並依產品條件調整 zone recipe。
查看太陽能應用案例 →從公開資料看 batch 設備的控制方式
設備廠商除了 throughput,也把 multi-zone thermal control 與溫度均勻度列為重要功能。Amfibian 保留設備既有的控制能力,增加一層依實際 wafer 結果計算 zone 條件的 software layer。