ความก้าวหน้าเซมิคอนดักเตอร์: ความต้องการของขนาดห้องสะอาดสําหรับเครื่อง Lithography 2 นาโนเมตรของ ASML

ASML & rsquo; s รุ่นต่อไปสูง NA EUV ระบบลิโทกราฟี— ออกแบบมาสำหรับการผลิตโหนด sub-2 นาโนเมตร— กำลังกําหนดความคาดหวังใหม่ของประสิทธิภาพห้องสะอาดทั่วโซ่การจัดหาเซมิคอนดักเตอร์ ไม่เหมือนเครื่องมือเก่า เครื่องจักรเหล่านี้ต้องการการควบคุมสิ่งแวดล้อมที่ไม่เคยมีมาก่อน: ระดับอนุภาค ISO Class 1 (หรือดีกว่า), การแยกการสั่นสะเทือนต่ำกว่าไมโครน, อุณหภูมิและความชื้นที่มั่นคงอย่างมาก (±0.1& การตอบสนองข้อกำหนดเหล่านี้คือ’ เพียงแค่เพิ่มตัวกรอง HEPA มากขึ้น— มันต้องการการออกแบบห้องสะอาดที่สมบูรณ์ การก่อสร้างที่แม่นยำ และการรวมส่วนประกอบอัจฉริยะตั้งแต่วันแรก สําหรับนักวางแผนโรงงาน วิศวกรสถานที่ และทีมจัดซื้อ นี่หมายถึงการประเมินใหม่ทุกชั้นของโครงสร้างพื้นฐาน: จากผู้รับเหมาก่อสร้างห้องสะอาดและอาคารห้องทดลองสำเร็จรูปไปยังอาบน้ำอากาศในห้องสะอาดการตรวจสอบ,กล่องผ่านห้องสะอาดโลจิสติกส์ และการออกแบบระบบเพดานห้องสะอาดบทความนี้อธิบายความต้องการขนาดห้องสะอาดในทางปฏิบัติที่ขับเคลื่อนโดย ASML’ แพลตฟอร์ม 2 นาโนเมตร— และวิธีการซัพพลายเออร์ที่มีความคิดในอนาคตกำลังส่งโซลูชั่นที่สอดคล้องกับ, สามารถขยายได้ และพร้อมสำหรับอนาคตโดยใช้เดินแบบพกพาในห้องสะอาด, ห้องสะอาดสำเร็จรูปและระบบย่อยแบบบูรณาการ

ความท้าทายหลักของห้องสะอาดในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

การแนะนำของ ASML’ เครื่องมือลิโทกราฟี 2 นาโนเมตร เพิ่มความท้าทายในห้องสะอาดที่พึ่งพากันและกัน 4 อย่างมากกว่ามาตรฐาน ISO Class 3 หรือ 4 ครั้งแรกคือการควบคุมอนุภาคที่ nanoscale : อนุภาค 10 นาโนเมตรเดียวที่ลงบน reticle หรือ wafer อาจทําให้เกิดการสูญเสียผลผลิตที่ร้ายแรง นั่นต้องติดตามอย่างต่อเนื่อง ความเป็นเหมือนกันของการไหลของอากาศ > 90% และความซ้อนของการกรอง— รวมถึงโมดูลเพดานเกรด ULPA ที่มีปะเก็นศูนย์รั่วไหล ที่สองคือความไวในการสั่นสะเทือน : ออปติกส์ NA สูงต้องการแผ่นแยกติดตั้งบนพื้นและการแยกโครงสร้างจากสายการผลิตที่ติดกัน ทำห้องปฏิบัติการ prefabพื้นฐานที่มีเครื่องดับมวลที่ปรับเปลี่ยนเป็นที่พบมากขึ้น

ที่สามคือการปนเปื้อนโมเลกุลเคมี (AMC)Photoresist ออกก๊าซ, อามินในอากาศและสารประกอบกำมะถันต้องถูกปราบปรานต่ำกว่า 0.1 ppb & mdash; ต้องใช้คาร์บอนกิจกรรม + โพแทสเซียมเปอร์แมงกเนตแบงก์กรองที่รวมเข้ากับท่อหมุนเวียนใหม่และวางอย่างกลยุทธ์อาบน้ำอากาศในห้องสะอาดจุดเข้า ที่สี่คือความสามารถในการขยายพื้นที่และความคล่องตัวFabs ไม่ได้สร้างห้องสะอาดเดียวก่อนหลายปีอีกต่อไป แทนที่จะใช้เดินแบบพกพาในห้องสะอาดรอบเครื่องมือสําคัญสำหรับการเปิดใช้งานอย่างรวดเร็ว— หรือใช้ห้องสะอาดสำเร็จรูปติดตั้งเพื่อแยกอ่างการวัด, การเก็บหน้ากาก, หรือห้องแหล่ง EUV. โซนแบบโมดูลเหล่านี้ลดความเสี่ยงของมลพิษข้าม ขณะที่เร่งเวลาในการทํางานได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับตัวเลือกที่สร้างขึ้นโดยไม้

สิ่งที่สําคัญ คือความต้องการเหล่านี้ทั้งหมดนั้นเกิดขึ้นในการเลือกวัสดุและระบบ ความสมบูรณ์ของผนังเป็นสิ่งสำคัญ: ไม่ส่ง, สถิติกระจายผู้ผลิตแผงผนังห้องสะอาดต้องรับประกันความต้านทานพื้นผิว 10 ⁶& ndash; 10⁹ & โอเมกา; / ตารางและทนต่อการล้าง IPA ซ้ำซ้ำ เพดานเป็น’ T passive— พวกเขา’ อินเตอร์เฟซการไหลของอากาศที่ใช้งานใหม่ Fabs ชั้นนําตอนนี้ระบุระบบเพดานห้องสะอาดโรงงานโมดูลที่ได้รับการรับรองพร้อมหน่วยกรองพัดลมแบบบูรณาการ (FFU) เซนเซอร์ความดันและวงจรการตอบกลับอนุภาคในเวลาจริง และเนื่องจากบุคลากรยังคงเป็นเวคเตอร์การปนเปื้อนที่ใหญ่ที่สุด โปรโตคอลการเข้าพึ่งพาอย่างมากที่ได้รับการตรวจสอบอาบน้ำอากาศในห้องสะอาดระบบ— เช่น Pharma-Tek & rsquo; ห้องอาบน้ำอากาศสำหรับคนเดียว— ที่ส่ง ≥ การไหลอากาศแบบลามิเนอร์ 20 เมตร/วินาที ด้วยเวลาอาศัย 20 วินาที และโลจิกวงจรที่สามารถโปรแกรมได้

โซลูชั่นห้องสะอาดแบบโมดูลกับแบบดั้งเดิม

สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับเซมิคอนดักเตอร์ที่ปรับขนาดเพื่อสนับสนุน ASML’ แผนที่ถนน 2 นาโนเมตร การเลือกระหว่างห้องสะอาดที่สร้างขึ้นด้วยติดแบบดั้งเดิมและวิธีการแบบโมดูลไม่ได้เป็นทางยุทธศาสตร์อีกต่อไป มัน’ กลยุทธ์ การก่อสร้างแบบดั้งเดิมมักจะใช้เวลา 12 – 18 เดือนตั้งแต่การออกแบบจนถึงคุณสมบัติ ด้วยความยืดหยุ่น จำกัด เมื่อผนังปิด ในทางกลับกันห้องสะอาดสำเร็จรูปและอาคารห้องทดลองสำเร็จรูปบีบอัดเวลานั้นเป็น 4– 7 เดือน ทําให้การใช้งานเป็นระยะตามตารางการจัดส่งเครื่องมือ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ ระบบแบบโมดูลเสนอการปฏิบัติตามที่สร้างขึ้น: แผงผนังที่ประกอบจากโรงงานมาถึงด้วยการติดตามที่เต็มที่ (ใบรับรองวัสดุ, ข้อมูลเสร็จสิ้นพ

ใช้เดินแบบพกพาในห้องสะอาดตัวอย่างเช่น ติดตั้งเหล่านี้— โดยทั่วไปสร้างด้วยกรอบอลูมิเนียม + สแตนเลสหรือแผงเหล็กเคลือบอีพ็อกซี่ สามารถติดตั้งได้ในพื้นที่เปลือกที่มีอยู่โดยไม่มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้าง พวกเขาบูรณาการอย่างราบรื่นกับ HVAC กลาง หรือใช้งานโดยอิสระกับ AHU ที่ติดตั้งอยู่บนหลังคา ความสามารถในการพกพาของพวกเขารองรับทั้งความสามารถในการเพิ่มขึ้นชั่วคราวและการแยกโซนถาวร เหมาะสำหรับการปกป้องโมดูลแหล่ง EUV หรือสถานีตรวจสอบหลัง litho เช่นเดียวกันห้องปฏิบัติการ prefabโครงสร้างให้บริการแก้ไขแบบครบวงจรสําหรับการสนับสนุนฟังก์ชั่น: ห้องปฏิบัติการเตรียมเคมี, ชุดการปรับเทียบวิทยา, และพื้นที่จั ทั้งหมดที่มีสายก่อนท่อล่วงหน้าและทดสอบล่วงหน้าก่อนจัดส่ง

แต่ modularity ไม่ & rsquo; t หมายถึงการยอมรับ ชั้นนำผู้รับเหมาก่อสร้างห้องสะอาดตอนนี้มีการออกแบบไฮบริด: กรอบเหล็กโครงสร้างที่ติดตั้งในสนามห้องสะอาดสำเร็จรูประบบผนังและเพดาน รวมข้อต่อที่ปิดผนึกโดยโรงงาน และรายงานการรับรอง ISO ของบุคคลที่สาม ไฮบริดเหล่านี้สมดุลความเร็วกับความสมบูรณ์ของการแบกและความสามารถในการบำรุงรักษาในระยะยาว และเนื่องจากการปรับปรุงห้องสะอาดไม่ค่อยเกิดขึ้นแยกกัน ผู้ระบุที่ฉลาดยืนยันในการใช้งานร่วมกัน การรับประกันใหม่ผ่านกล่องห้องสะอาดหน่วยตรงกับความหนาของแผงผนังที่มีอยู่, ระยะทางของตารางเพดาน, และตัดไฟฟ้า. นั่น’ ที่ซัพพลายเออร์ที่มีประสบการณ์เพิ่มมูลค่าที่วัดได้: ไม่เพียงแค่ขายส่วนประกอบ แต่ความต่อเนื่องทางวิศวกรรมในระบบนิเวศห้องสะอาดท

ส่วนประกอบที่สำคัญและข้อมูลจำเพาะ

ทุกห้องสะอาดที่ให้บริการ ASML’ แพลตฟอร์ม 2 นาโนเมตรขึ้นอยู่กับห้าระบบย่อยที่สําคัญต่อภารกิจ— แต่ละต้องการข้อกำหนดที่แม่นยำการจัดหาที่ได้รับการรับรอง และการติดตั้งที่ประสานงานกัน แรกกล่องผ่านห้องสะอาดหน่วยต้องกำจัดการประตูด้วยมือ กล่องผ่านแบบไดนามิกที่มีประตูที่เชื่อมต่อกัน การหมุนเวียนใหม่ที่กรอง HEPA และวงจรฆ่าเชื้อ UV ตอนนี้เป็นเส้นพื้นฐาน ไม่เป็นตัวเลือก— สำหรับการโอนเวเฟอร์หน้ากากและออปติกระหว่างโซน ISO Class 1 และ ISO Class 3 นําผู้ผลิตกล่องผ่านs เช่น Pharma-Tek มีรูปแบบไดนามิกที่มีการทำงานแบบไม่สัมผัส, การบันทึกความดันแตกต่างในเวลาจริง, และการยกเลิกวงจรที่กระตุ้นการเตือนภัย— สิ่งสำคัญในการป้องกันการเดินทางข้ามเขต

ที่สองผ่านกล่องให้บริการโอนเงินที่มีความเสี่ยงต่ำกว่า (เครื่องมือ, วัสดุบริโภค, เอกสาร) ตัวแปลงสถิตที่มีล็อคประตูคู่และภายในสแตนเลสยังคงมีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่ายสําหรับทางเดินที่ไม่สำคัญ แต่แม้แต่เหล่านี้จะต้องตอบสนองการเสร็จสิ้นพื้นผิวที่เข้มงวด (Ra ≤ 0.4 µm) และมาตรฐานความสะอาด ที่สามการออกแบบระบบเพดานห้องสะอาดต้องให้ความสำคัญกับการใช้งาน: ประตูการเข้าถึง FFU, การควบคุมแสงที่บูรณาการ, และการเข้ากันได้กับเพดานลดลงสําหรับการอัพเกรดเซ็นเซอร์ในอน โรงงานผลิตระบบเหล่านี้ระบบเพดานห้องสะอาดโรงงานคู่ค้า— ตอนนี้มีการบูรณาการคู่ดิจิตอล ที่ช่วยให้ผู้จัดการสถานที่สามารถจําลองรูปแบบการไหลของอากาศก่อนการอนุมัติการวางแผนสุดท้าย

ที่สี่ ระบบผนังกําหนดความซื่อสัตย์ของการจัดการ มีชื่อเสียงผู้ผลิตแผงผนังห้องสะอาดให้แผงที่มีตะเข็บเชื่อมอย่างต่อเนื่อง, สารปิดผนึกซิลิโคนศูนย์ (แทนที่ด้วยปะเก็น EPDM) และการจัดอันดับเพลิงที่สอดคล้องกับ IFC และ SEMI S2 ที่ห้า การปลดปนเปื้อนของบุคลากรไม่สามารถเจรจาได้ ได้รับการตรวจสอบผู้จัดจำหน่ายอาบน้ำอากาศในห้องสะอาดรับประกันความสามารถซ้ำวงจรความเร็วในการไหลของอากาศและความครอบคลุมทั้งร่างกาย แม้แต่สำหรับช่างเทคนิคที่สวมชุดกระต่าย ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ Pharma-Tek’ เอสห้องอาบน้ำอากาศสำหรับคนเดียวตอบสนองทั้งสามเกณฑ์และรวมกับการสร้าง BMS ผ่าน Modbus TCP

ในที่สุด don’ t ไม่เห็น enablers โลจิสติกส์:ผู้จัดจำหน่ายกล่องผ่านต้องรองรับเวลานำที่รวดเร็ว (< 72 ชั่วโมงสําหรับการเปลี่ยนด่วน) และห้องสะอาดสำเร็จรูปผู้ขายควรให้บริการสนับสนุนการจัดให้บริการในสถานที่ รวมถึงการวางแผนที่อนุภาค การแสดงภาพการไหลของอากาศ และความช่วยเหลือในการรับรอง ISO 14644-1 เมื่อเวลาหยุดทุกชั่วโมงมีค่าใช้จ่ายหกตัวเลข ความตอบสนองเป็นสิ่งสำคัญเท่ากับความแม่นยำของข้อกำหนด

การเลือกผู้จัดจำหน่ายห้องสะอาดที่เหมาะสม

การเลือกพันธมิตรห้องสะอาดสำหรับ ASML’ สภาพแวดล้อม 2 nm ต้องการมากกว่าราคาที่แข่งขันหรือความกว้างของแคตตาล็อก มันต้องมีหลักฐานของความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ความเข้มงวดในการดําเนินการที่พิสูจน์แล้ว และความสามารถด้านวิศวกรรมร่วมมือ เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบ: ยืนยันว่าศักยภาพผู้รับเหมาก่อสร้างห้องสะอาดถือผู้จัดการโครงการที่ได้รับการรับรอง SEMI บนพนักงาน— และไม่ว่าของพวกเขาห้องสะอาดสำเร็จรูปการติดตั้งได้รับการรับรอง ISO Class 1 ในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์สด ขอรายงานการทดสอบจากบุคคลที่สาม ไม่ใช่แค่สรุปการตรวจสอบคุณภาพภายใน นอกจากนี้ยังประเมินความสามารถในการขยาย: ผู้จัดจำหน่ายสามารถสนับสนุนการใช้งานหลายสถานที่ได้ทั่วเครือข่ายโรงงานทั่วโลกของคุณโดยใช้มาตรฐานอาคารห้องทดลองสำเร็จรูปและซ้ำได้เดินแบบพกพาในห้องสะอาดการตั้งค่า?

ดูความร่วมมือระดับส่วนประกอบอย่างใกล้ชิด ผู้จัดจำหน่ายทั้งสองกล่องผ่านห้องสะอาดหน่วย *และ*อาบน้ำอากาศในห้องสะอาดระบบ— เหมาะจากโซ่การจัดหาที่ควบคุมคุณภาพเดียวกัน ลดความเสี่ยงในการรวม และปรับปรุงการจัดการการรับประกัน ตัวอย่างเช่น Pharma-Tek ผลิตของกล่องผ่านแบบไดนามิกและผ่านกล่องภายใต้ระบบ ISO 9001 และ ISO 14001 ที่ร่วมกัน การรับประกันวัสดุปะเก็นที่สม่ำเสมอ ข้อมูลจำเพาะแรงบิดบานพับ และการปิดพื้นผิว การจัดเรียงแนวตั้งชนิดนั้น แปลโดยตรงให้เกิดความล่าช้าในการเปิดใช้งานที่ลดลง และการปรับเปลี่ยนสนามน้อยลง

สิ่งสำคัญเท่ากันกันคือการสนับสนุนวงจรชีวิต ทำผู้ผลิตแผงผนังห้องสะอาดเสนอชุดเปลี่ยนแผงที่ตรงกับหมายเลขแบทช์เดิม? สามารถระบบเพดานห้องสะอาดโรงงานให้การปรับปรุงเฟิร์มแวร์สําหรับ FFU สมาร์ท? ทำผู้จัดจำหน่ายกล่องผ่านคอนโทรลเลอร์อะไหล่และหลอดไฟยูวีที่มีศูนย์จําหน่ายในภูมิภาคหรือไม่? ซัพพลายเออร์ที่ปฏิบัติต่อคุณเป็นพันธมิตรระยะยาว— ไม่ใช่ผู้ซื้อเดียว— จะร่วมพัฒนา SOP การบำรุงรักษา ฝึกอบรมช่างเทคนิคในบ้าน และแจ้งให้คุณทราบถึงการล้าสมัยของวัสดุหรือการปรับปรุงกฎหมาย (เช่น ข้อจำกัด VOC ใหม่ที่มีผลต ในสภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูง ความไว้วางใจคือ T สมมุติ— มัน’ ที่ได้รับจากการดำเนินงานที่บันทึก การสื่อสารที่โปร่งใส และความรับผิดชอบที่ไม่แตกต่างกัน

คำถามที่ถามบ่อย

ฉันควรตรวจสอบการรับรองอะไรเมื่อเลือกผู้รับเหมาก่อสร้างห้องสะอาดสําหรับห้องสะอาด 2 นาโนเมตร?

ตรวจสอบการรับรอง ISO 9001: 2015 สำหรับการจัดการคุณภาพ และขอบันทึกโครงการโดยเฉพาะที่แสดงให้เห็นว่าการเปิดใช้งานห้องสะอาด ISO Class 1 หรืClass 2 ที่ประสบความสําเร็จในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ ผู้รับเหมายังควรแสดงประสบการณ์ในการปฏิบัติตามความปลอดภัย SEMI S2/S8 เอกสารการประกอบที่ได้รับการจัดอันดับเพลิง IFC และรายงานการตรวจสอบของบุคคลที่สาม (เช่น TÜV, NSF, หรือ UL) สําหรั หลีกเลี่ยงบริษัทที่อ้างอิงเท่านั้น ประสบการณ์ห้องสะอาด” ไม่มีการอ้างอิงที่เฉพาะเจาะจง fab

เดินพกพาในห้องสะอาดเหมาะสำหรับเครื่องมือ ASML EUV ถาวรหรือไม่?

ใช่— เมื่อถูกออกแบบมาตามมาตรฐานเกรดเซมิคอนดักเตอร์ นําเดินแบบพกพาในห้องสะอาดตอนนี้มีกรอบสแตนเลสที่เชื่อม, แผงผนัง 316L หนา 0.5 มม., ติดตั้งการดับสั่นสะเทือนแบบบูรณาการ, และระบบเพดานเกรด ULPA ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับการทํางานอย่างต่อเ พวกเขา’ ใช้ใหม่เป็นประจําเป็นกล่องถาวรสําหรับแหล่ง EUV, เครื่องมือการวัดและเครื่องจัดเรียงหน้ากาก— โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จําเป็นต้องติดตั้งใหม่ในเปลือกที่มีอยู่ สิ่งที่แตกต่างสําคัญรวมถึงข้อบังคับของการยึดแผ่นดินไหว การทดสอบความต่อเนื่องของการพื้นดิน ESD และการเข้ากันได้กับการบูรณาการ BMS ทั่ว

หน่วยห้องสะอาดกล่องผ่านมีผลต่อการจัดประเภทและตรวจสอบห้องสะอาดโดยรวมได้อย่างไร?

ระบุหรือติดตั้งที่ไม่ดีกล่องผ่านห้องสะอาดเป็นสาเหตุหลักของความล้มเหลวในการจัดประเภทห้องสะอาด กล่องผ่านแบบไดนามิกที่มีการหมุนเวียน HEPA ประตูที่เชื่อมต่อกันและความแตกต่างของความดันลบ (≥15 Pa) รักษาความสมบูรณ์ของโซนในระหว่างการโอน หน่วยคงที่ต้องมีอินเตอร์ล็อกกลประตูคู่และ ≥ 99.99% @ 0.3 µ การกรอง m การตรวจสอบต้องการการทดสอบความท้าทายของอนุภาค (TDA-2H หรือ PAO) การศึกษาควันการไหลของอากาศ และการวัดการสลายความดันแตกต่าง เลือกเสมอผู้จัดจำหน่ายกล่องผ่านผู้ให้บริการแบบเอกสาร IQ / OQ และการสนับสนุนการตรวจสอบในสถานที่— ไม่ใช่แค่ฮาร์ดแวร์เท่านั้น