반도체 포함 마이크로 전자 공학 장치 제조업체를 위한 edwards ixh 건식 진공 펌프 시스템

웨이퍼 패턴화인 리소그래피는 반도체 공정의 중요한 단계입니다. 기존 리소그래피뿐 아니라 침수 리소그래피에는 일반적으로 진공 환경이 필요하지 않지만 극자외선(EUV) 리소그래피 및 전자빔(E빔) 리소그래피에는 진공 펌프가 필요합니다. Edwards는 이러한 분야 모두에 사용할 수 있는 펌프를 제공합니다.

EUV 리소그래피 펌핑 솔루션
다중 패턴화 기술마다 용도가 다르지만, 앞으로는 EUV 시스템에서 제공하는 빛의 극히 짧은 파장으로 인해 EUV 리소그래피를 사용해야 할 것 같습니다. 진공 환경은 최상의 시스템 성능을 얻는 데 절대적으로 중요합니다. 진공 시스템의 청결은 특히 중요하며 사용 간격을 연장하는 데 도움이 됩니다. Edwards는 EUV 리소그래피 OEM 및 광원 OEM과의 협업을 통해 귀사의 대규모 투자에 걸맞는 최대의 안정성을 제공하는 정밀 진공 시스템을 개발했습니다.

E빔 리소그래피 솔루션
E빔 리소그래피는 실리콘 웨이퍼의 패턴화에서 중요한 역할을 합니다. 시스템의 정밀도를 높이고 가동 시간을 늘리려면 완벽한 진공과 적은 진동이 필수적입니다.

Edwards 제품 솔루션
프로세스 도구에서 초고 진공을 제공하는 터보 분자 펌프(TMP)가 필요할 수 있습니다. Edwards의 STP 라인 TMP는 완전한 자기 부양식 로터를 갖추고 있어 챔버가 오염될 위험을 줄이고 서비스 간격을 연장합니다. 오늘날의 제품은 제어기를 펌프 자체에 통합하여 외부 제어기 및 제어기와 펌프 사이에 과중한 제어 케이블이 없어도 사용할 수 있게 총 비용과 공간을 줄이도록 개발되었습니다.

CVD(화학 증착) 시스템은 다양한 구성으로 사용되어 많은 유형의 필름을 증착시킵니다. 또한 이 공정은 다른 압력과 흐름 유형에서 작동하며, 대부분 불소 함유 건식 청소 공정을 사용합니다. 이러한 모든 변수 때문에 귀하는 Edwards 제품의 서비스 간격을 최대로 하고 공정의 가동 시간을 늘리는 적합한 펌프와 가스 정화 시스템을 선택하기 위해서는 Edwards의 응용 테스트 엔지니어 중 한 명과 상담해야 합니다.

건식 펌프 선택
CVD 공정에서는 일반적으로 건식 펌프 제품 선택과 관련된 4가지 문제를 해결해야 합니다. 이러한 문제는 다음과 같습니다.

분말
여러 공정에서 많은 양의 분말 부산물이 생성될 수 있습니다. 진공 펌프는 중단 없이 이 분말을 처리하도록 설계되어야 합니다. 경우에 따라서는 분말이 실제로 끈적거릴 수도 있고 분말에 연행된 다른 부산물이 펌프 내에서 응축되어 메커니즘을 막지 않도록 고온으로 동작해야 할 수도 있습니다. 거의 모든 분말 생성 공정의 경우 변형력이 작용하는 중에도 펌프가 계속 회전하도록 토크가 높은 모터를 선택한 펌프를 사용해야 합니다.

응축
반도체 공정의 일부 부산물에 포함된 가스는 부분 압력이 증가하거나 물질이 차가운 표면에 접촉하게 되면 기체상에서 고체상으로 변경됩니다. 이러한 부산물을 펌핑할 때는 매우 뜨거운 펌프가 필요하며 가능하면 흡입구에서 배출구까지의 온도 분포가 균일한 펌프를 사용하는 것이 좋습니다.

부식
일부 공정에서는 할로겐화물을 펌핑해야 합니다. 특히 챔버를 청결하게 유지하기 위해 불소 함유 세정 공정이 필요하지만 활성화된 불소 라디칼은 펌프의 내부 표면을 손상시킬 수 있습니다. 공정에서 펌프를 부식시킬 수 있는 화학 물질을 대부분 사용하는 경우 펌프 온도를 낮은 값으로 설정하여 부식 위험을 줄일 수 있어야 합니다. Edwards 펌프는 온도 기준점을 선택 가능하고 높은 회전 속도로 설계되어 부식 위험을 줄이고 펌프 내에서 발생할 수 있는 불가피한 물적 손실의 비율을 전반적으로 줄일 수 있습니다. 일부 CVD 공정에서는 지나친 부식 없이 응축 문제가 방지되도록 온도 기준점을 적절히 조정합니다.

금속 도금
오늘날의 일부 공정에서는 유기 금속 전구체를 사용하는데, 이 전구체가 챔버를 통과할 때 부산물이 생성될 수 있고 부산물의 금속 성분이 펌프 표면에 증착될 위험이 높습니다. 일반적으로 저온 펌프가 이러한 응용의 서비스 간격을 연장하는 데 가장 적합합니다. 

가스 정화 선택
모든 CVD 공정에서는 공정의 독성 및 위험한 부산물이 버릴 수 있는 요소로 안전하게 변환될 수 있는 일정 형태의 가스 정화 장치가 필요합니다. Edwards의 연료 점화식 배기 가스 관리 장치는 효율적으로 부산물을 안전한 화합물로 강제 재결합할 수 있는 기능을 자랑합니다. 다중 흡입구 기능이 있는 연료 주입식이므로 공정 배기 가스를 줄일 필요가 없을 때 주 버너를 꺼서 친환경 모드를 빠르게 구현할 수 있습니다. 

통합 시스템 및 Sub-Fab 솔루션
펌프 및 가스 정화 장치만으로는 공정을 가동할 준비가 되지 않습니다. 펌프 배기를 연결하고, 필요한 경우 라인 히터를 연결하고, 용수, 퍼지 및 전기 라인을 흐르게 하고 모든 제어 신호를 준비 상태로 놓아야 합니다. 또한 이중 인클로저, 가스 누설 감지 및 도구 유지 보수 후 누설 검사를 수행하는 방법도 고려해야 합니다. 이 모든 작업에는 설계 시간과 비용이 듭니다. Edwards는 이 문제를 잘 알고 있으므로 통합된 공정별 솔루션을 개발했습니다. 

Edwards의 통합 시스템은 이미 대부분의 반도체 CVD 공정에 맞게 사전 설계되어 있습니다. 배기 히터는 올바른 온도로 설정되어 비용을 최소화하고 가동 시간을 극대화합니다. 누설 검사 포트와 게이트 밸브가 필요한 위치에 배치됩니다. Edwards에서는 장치 내에 독성 가스 센서를 장착하고 전체 시스템을 밀폐된 상태로 만들 수 있으며 무엇보다 필요한 유틸리티 각각에 하나만 제공하면 됩니다. Edwards는 필요한 곳에 퍼지, 용수, 전기 및 제어 신호를 분배하여 바로 시작할 수 있는 시스템을 만듭니다. 

Edwards의 통합 시스템은 모두 글로벌 환경을 기준으로 설계되었습니다. Edwards는 진공 및 정화 부문의 선두 업체로서, 무엇이 효율적인지 알고 있습니다. Edwards는 우수한 제품을 요구하는 고객의 수요에 부응하여 끊임 없이 혁신하고 개선합니다. 

장비군 관리

Fab에 구축된 모든 Edwards 장비에서 어떤 일이 일어나는지 항상 알고 싶습니다. 제품에 문제가 있는지, 유지 보수가 필요한지 알고 싶습니다. 이런 질문에 답하기 위해 Edwards는 FabWorks 컴퓨터 모니터링 시스템을 제공합니다. 

FabWorks 시스템은 이더넷 연결을 통해 Edwards 제품 모두에 연결하여 상태 신호를 지속적으로 검색하고 이 신호를 자동 데이터베이스에 저장할 수 있습니다. 입력 전원, 전류, 온도, 퍼지 유량 등과 같은 매개 변수의 추세를 추적할 수 있을 뿐 아니라 경고 또는 경보를 볼 수 있고, 이 모든 데이터를 그래프로 표시하고 내보낼 수도 있습니다. FabWorks를 사용하는 경우 fab에 있지 않아도 장비를 모니터링할 수 있습니다. 인트라넷에 연결하면 sub-fab의 동향을 속속들이 파악할 수 있습니다.

CVD 공정에서는 변형력을 받아서 유지 보수가 필요하게 되는 제품이 항상 있게 마련이며, 최악의 경우 제품에 장애가 갑자기 발생할 수도 있습니다. 원치 않는 장애를 막기 위해 Edwards는 귀하와 협력하여 자동 예측 진단 모델을 구축할 수 있습니다. 귀하의 공정에 맞춰진 이러한 모델은 다음 배치의 웨이퍼를 처리하기 전에 펌프 또는 정화 장치를 유지 보수하고 공정 중간에 중단될 위험을 줄일 수 있도록 미리 경고를 제공할 수 있습니다.  

여러 반도체의 피처 크기가 미세해짐에 따라 식각 공정이 점점 더 복잡해지고 있습니다. 더욱이 MEMS 장치와 3D 구조가 급증하면서 가로 세로 비율이 큰 구조에 대한 실리콘 식각 공정 사용이 증가하고 있습니다. 기존에 식각 공정은 실리콘, 산화물 및 금속 범주로 분류될 수 있었습니다. 더 단단한 마스크를 사용하고 오늘날의 장치에 고유전율 소재가 구축되면서 이러한 범주 사이의 경계가 흐려졌습니다. 오늘날 장치에 사용되는 일부 소재는 식각 공정 중 증발에 대한 저항력이 강하여 진공 구성 요소 내에 증착이 발생합니다. 오늘날의 공정은 실제로 수년 전보다 더 까다로워졌습니다. Edwards는 업계와 공정 변화를 계속 주시하면서 동급 최고 성능을 제공하는 제품 혁신을 지속하고 있습니다.

진공 펌프 선택
거의 모든 건식 식각 공정에서는 반응성 이온 식각(RIE) 시스템에 필요한 저압을 제공하는 터보 분자 펌프(TMP)가 필요합니다. Edwards는 TMP를 최초로 발명했고 계속해서 새로운 기술과 성능으로 업계를 혁신하고 있습니다. Edwards는 응용 요구 사항에 맞는 다양한 제품을 제공합니다. 예를 들어 매우 낮은 압력이 필요한 경우 Edwards의 전체 블레이드 TMP 중 하나를 사용하고 놀라운 압축률과 낮은 기준 압력을 얻을 수 있습니다. 고유량 작동이 필요한 경우 블레이드와 Holweck 설계 로터가 결합된 하이브리드 제품을 선택할 수 있습니다. 분자 속도에서는 일부 분자가 TMP를 통과할 때와 동일하게 동작하지 않으므로 수소 성능을 향상하기 위해 조정된 제품도 있습니다. 

공간을 확보하기 어려우므로 Edwards의 여러 TMP에서는 제어기를 펌프에 통합했습니다. 더 이상 번거로운 제어 케이블 라우팅에 걱정할 필요가 없을 뿐 아니라 랙 공간을 절약하고 예비 펌프 관리도 줄일 수 있습니다. 또한 제거하기 어려운 가스가 펌프 내부 표면에 들러붙는 위험을 줄이는 고급 가열 기술을 개발했습니다. 높은 가동 온도를 필요로 하는 매우 까다로운 응용을 위해 고복사율 코팅도 새로 개척했습니다. 

건식 펌프의 경우 Edwards에서는 가동 시간을 극대화하는 제품을 선택하도록 도와드립니다. 펌프에서는 다양한 가스가 사용되므로 식각 공정이 매우 까다로울 수 있습니다. 예를 들어 공정이 대부분 펌프에 부식을 일으키거나 펌프 내에 응축될 가능성도 있고, 두 가지 모두 해당되지 않을 수도 있습니다. 사용하는 공정 가스와 발생할 수 있는 부산물을 신중히 고려해야 합니다.  

가스 정화 선택
건식 식각 공정에서는 해당 지역 배기 가스 요구 사항을 준수하기 위해 일정 형태의 공기 정화가 필요합니다. 또한 산화물 식각의 경우 특히 PFC(과불화탄소) 배기 가스를 생성하므로 가스 정화 장치에서 공정 레시피의 PFC 유량을 처리할 수 있도록 해야 합니다. PFC는 지구 온난화의 원인 물질로 알려져 있으므로, 정화 전략은 우리 모두에게 중요합니다. Edwards의 내부 점화식 버너는 유입 가스를 분해하고 원치 않는 화학 물질 배출을 줄일 수 있는 고온 화염을 생성하는 데 특히 뛰어납니다.

PVD(물리 증착)는 계속 반도체 제조에서 중요한 공정 중 하나입니다. 라이너와 장벽에서는 잘 정립된 이 반도체 공정을 계속 사용합니다. 

클러스터 도구를 사용 중인 경우 로드록 챔버는 물론 이송 챔버에도 펌프가 필요합니다. PVD 도구에서 저온 펌프를 사용하는 경우 가득 찬 저온 펌프를 재생하기 위한 펌프도 준비해야 합니다. 대부분의 경우 이송 챔버에 사용되는 펌프를 저온 펌프를 재생하는 데 사용할 수도 있습니다. 반도체 공정에 사용되는 PVD 도구에서는 대부분 저온 펌프를 구축합니다. 하지만 점점 더 TMP(터보 분자 펌프) 사용이 늘고 있는데, 이 이유는 TMP은 유지 보수가 필요 없고 재생할 필요도 없기 때문입니다. 이 두 가지 요소 때문에 가동 비용이 절감됩니다.

일반적으로 PVD 공정에는 가스 정화가 필요하지 않습니다. 그러나 PVD 프로세스 도구에 ALD 또는 CVD 챔버도 포함되는 경우 공정이 준비된 진공 펌프와 가스 정화가 필요합니다. Edwards의 응용 테스트 엔지니어와 제품 전문가가 이러한 공정 유형과 관련된 추가 정보를 지원하고 시스템에 맞는 펌프 크기를 결정할 수 있도록 도와 줍니다. 또한 Edwards에서 PVD 시스템을 최적화하는 데 도움이 되는 파이프 크기도 추천할 수 있습니다.

오늘날의 측정 도구는 수년간의 진화를 잘 보여주며 계속해서 높은 생산량과 공정 편차의 조기 감지에서 핵심 역할을 하고 있습니다. 청결하고 조용한 진공 환경이 고급 측정 도구를 가능하게 한 중요한 요소입니다. Edwards는 진공 환경 조건에 맞는 다양한 건식 펌프와 TMP(터보 분자 펌프)를 제공합니다. 

Edwards의 고급 기술 응용의 예로 EPX 시리즈 건식 펌프를 들 수 있습니다. 이 단일 축 펌프는 고속으로 회전하며 기존 건식 펌프 및 부스터 조합보다 최대 1000배 낮은 최종 진공 압력을 제공할 수 있습니다. 대부분의 경우 하나의 EPX 펌프를 사용하면 TMP가 필요하지 않습니다.

완벽한 진공 환경의 또 다른 예는 Edwards의 nXDS 시리즈 건식 스크롤 펌프입니다. 특허받은 이 Edward 기술에서는 정밀 엔지니어링 벨로즈를 사용하여 베어링의 그리스가 진공 공간으로 전혀 누출되지 않도록 보장합니다. 또한 팁 씰 엔지니어링의 발전으로 서비스 간격이 상당히 연장됩니다.

이온 주입 도구는 여전히 라인 공정의 전면 끝에서 중요한 역할을 합니다. 이온 주입과 관련된 진공 문제는 시간이 지나도 간단해지지 않았으며 전기 노이즈가 심한 환경에서 진공 펌프를 작동하는 문제도 있습니다. Edwards는 테스트할 때 설정된 전자기 내성 테스트 표준을 최소한으로 준수하는 데 결코 만족하지 않습니다. 주입 도구에서 사용되는 펌프에는 더 큰 내성이 필요하며 주입 도구의 고전압 부분이 펌프 신뢰성에 지장을 주지 않도록 하는 특수한 설계 기능이 필요합니다.

또한 Edwards는 TMP(터보 분자 펌프)를 설계할 때 고온으로의 통합된 가열을 통해 신뢰성을 극대화할 수 있도록 특히 주의를 기울입니다. 

Edwards의 응용 테스트 엔지니어가 주입 도구에 맞는 제품을 선택하고 이러한 제품을 도구에 장착할지 도구 아래의 sub-fab에 장착할지를 결정할 수 있도록 도와드립니다. Edwards에게 바라는 품질과 신뢰성을 꼭 경험하실 수 있도록 하겠습니다.

확산, 에피텍스 및 ALD 공정은 고급 반도체 장치 제조에서 중요합니다. Edwards는 이러한 각 응용이 일반 CVD 공정과는 약간 다른 문제일 수 있음을 잘 알고 있습니다. 확산 전기로는 업계에서 무어(Moore)의 법칙을 따르는 경우뿐 아니라 무어(Moore) 이상의 기술로 갈라지는 경우 계속 필요합니다. 일반적으로 펌프 용량이 커지면 빠른 챔버 배출, 챔버 환경 교환 및 높은 처리 능력을 제공해야 합니다. 

에피택시 박막 증착 장비는 계속해서 문제가 되고 있습니다. 대부분의 경우 낮은 챔버 압력에서 아주 높은 유량의 수소가 필요할 수 있습니다. 수소 가스 처리 능력이 높은 안정적인 펌프가 필요합니다. 이와 더불어 Edwards의 전 세계 응용 경험을 활용하여 전체 진공 시스템이 안전하게 작동하도록 설계해야 합니다. 에피택시 공정의 부산물은 매우 유해할 수 있으며 안전한 작동을 위해 특히 주의해야 합니다. 

ALD(원자층 증착) 공정은 장비 피처 크기가 줄면서 더 일반화되고 있습니다. 시스템에서 웨이퍼를 한 번에 하나씩 처리하든 배치로 처리하든 가스 체류 시간을 최소화하고 펌프 열 프로파일 및 퍼지 위치를 최적화하도록 설계되어 서비스 간격을 최대로 연장할 수 있는 Edwards 제품을 사용하기를 원할 것입니다. ALD 공정은 좀 까다로울 수 있습니다.

모든 확산, 에피텍스 및 ALD 공정에 대해 Edwards는 적합한 가스 정화 장치를 선택하는 데 도움이 되는 정보를 제공할 수 있습니다. 정화 장치를 구성할 때는 공정에서 사용하는 물질과 최대 유량을 고려해야 합니다.

해당하는 경우 Edwards의 전세계적인 지식과 작동 모범 사례를 통합하는 통합 시스템이 최상의 솔루션이 될 수 있습니다. Edwards의 통합 시스템은 Edwards의 fab 전체 모니터링 시스템에 대한 연결을 통해 뛰어난 가치를 제공하고 프로세스 도구 관리를 더 쉽게 만듭니다.