设备管理_pvdcvd设备介绍

製程設備主機介紹 課程目的與大綱 AMATSystemMainframe ProcessChamber RemoteSubsystem了解次系統觀念與次系統工作原理與應用廠務設計 facility 主機系統輔助設備反應室輔助設備大綱安全 SAFETY LOCKOUTTAGOUT 概說 Introduction 主機平台 MAINFRAME 廠務設施設計 SystemFacilities 課程目的與大綱 電力系統 ACPOWERBOX POWERDISTRIBUTION 傳送反應室 TransferChamber 傳送機制 WaferHandling 晶舟承載 LoadlockChamber 輔助反應室 AuxiliaryChamber 系統控制器 SYSTEMCONTROLLER 高週波 射頻 產生器 GENERATORRACK 熱交換系統 HEATEREXCHANGER 氣體傳送系統 GASDELIVERYSYSTEM 真空系統 VACUUMSYSTEM Safetyisalwaysimportant安全第一安全至上 概說 P5000應用材料公司1980年代中期推出的機台設計Singlewafer multi chamberdesign6吋8吋設備共用相同的主機架構提高再現性 可靠度共用次系統模組化Forexample ROBOT統一的操作介面減少機台所佔空間配合各種不同之反應室因應不同製程反應之需求ProcessChambersP5000interface 概說 Centura應用材料公司1990年代推出的機台設計Singlewafer multi chamberdesign6吋8吋設備共用相同的主機架構提高再現性 可靠度兩個獨立的loadlock反應室 可規劃生產流程共用次系統模組化統一的操作介面減少機台所佔空間配合各種不同之反應室因應不同製程反應之需求ProcessChambersAuxiliarychambers cooldown orienter 概說 Endura應用材料公司1980年代末期推出的機台設計Singlewafer multi chamberdesignMulti stage階梯式減壓6吋8吋設備共用相同的主機架構提高再現性 可靠度兩個獨立的loadlock反應室 可規劃生產流程共用次系統模組化統一的操作介面減少機台所佔空間配合各種不同之反應室因應不同製程反應之需求ProcessChambersAuxiliarychambers cooldown orienter de gas pre clean 批次式與單片式 1987年以前 製程都是使用批次式 batch 製程技術 一個製程步驟同時進行多片製程處理 所以使用一個大型反應室 例如爐管 1987年後 半導體製程設備傾向於單片多反應室設計 singlewafer multichamber 其好處為可以解決晶圓尺寸愈來愈大趨勢 因為批次式反應室所能處理的晶圓片數愈來愈少 而製程條件的控制也愈來愈複雜 於是採用單片式的設計 單片多反應室設計的優點為共用的製程平台 mainframe platform 只須加掛不同的製程反應室就可以應用不同的製程 Precision5000 ProcessChamber CassetteIndexer Robot ProcessChamber ProcessChamber WaferCassettes Precision5000 P 5000 P 5000系統是世界上第一台成功地以單晶片 多反應室理念而設計成的量產與研發均適用的半導體製程設備 自1987年P 5000系統問世以來 AppliedMaterials發展了許多以P 5000為主體而加掛於其上的製程反應室 包括蝕刻製程及薄膜製程 P 5000系統具有絕佳的製程整合 量產製造等優點 並在不破真空的狀況下最多可有四個相同或不相同的製程反應室同時進行生產 更富彈性與整合能力 Precision5000 Endura EnduraHP VHP Endrua系統是根據P 5000系統的基本理念而設計的 它增加了dualloadlock以及階梯式抽真空的架構設計 如此一來 Endura就可以提供物理氣相沉積技術所需的超高真空 ultra highvacuum 條件 Endura同時提供半導體元件製造時所需最先進的物理氣相沉積製程能力 EnduraPVD5500System 單片多反應室製程整合良好真空能力製程控制 centura 89809 CO 18 Centura Centura Centura是AppliedMaterials繼P 5000及Endura之後 又一單晶片 多反應室設計的半導體製程設備 Centura於1992年問世 設計的理念為應用Endura的優異真空架構及創新的晶圓傳輸設計 結合P5000的彈性製程整合能力以大幅提高生產力 AppliedMaterials推出Centura之後更致力於擴大研發應用在蝕刻 Etch 化學氣相沉積 CVD 高溫 HT 化學氣相沉積以及物理氣相沉積 PVD 技術各方面的反應室設計 以提供Centura更寬廣的製程整合能力及更先進的製程技術 因應下一世代的元件 CenturaCVDDxZ 89809 CO 19 Producer Producer Producer平台於1998年推出 使用創新的設備平台 結合雙晶圓製程的產能優勢與單晶圓製程技術的優點 Producer包含了多種元件世代的製程能力 能在同一平台上處理8吋及12吋晶圓 算是半導體設備業界的創舉 Producer平台最多可掛三組雙CVD反應室 一次可同時處理6片晶圓Producer所執行的阻障層製程包括 SACVD PECVD及先進的LowK材料製程如BD BLOk RTPCVD 利用快速熱製程的CVD製程蜂窩狀的燈組回饋式溫度補償運用在回火製程與少數高溫薄膜 Generic5LMLogicDevice Precision5000CVDChambers CVD化學氣相沉積 CVD ChemicalVaporDeposition 利用氣態的化學物質 在晶圓表面藉由化學反應 沉積固體薄膜於晶圓上沉積技術 一般所生成的薄膜有 半導體 如Si 單晶矽 Poly Si 多晶矽 導體 如W 鎢 WSi2介電質 絕緣體 如SiO2 Si3N4 BPSG USG PSG FSG 等等 薄膜形成的方式 成長熱製程氧化層擴散沉積化學物理 Centura主機平台 輔助反應室 晶舟承載反應室Loadlock 製程反應室 Centuraplatform的設計 mainframe chamberSystem platform 週邊設備 系統大小比較 CenturaMainframe類型 Standard5200HTFCenturaRTPCentura其他CenturaIICentura300mm可以加掛多種反應室 Precision5000 圖示為Etch ASP反應室 Loadlock Centura 系統的主要構成 MainframePlatformGasPanel機構設計ProcessChambersSystemfacilities冷卻水 電力 氣體輸送RFgeneratorrackRFgeneratorMicrowavesystem控制器與電力箱 Systemcontroller ACpowerbox 熱交換器系統 HeatExchanger 真空系統 VacuumSystems Centura 主機架構 Mainframe operatormonitors loadlocks transferchamber auxiliarychambers processchambers pneumaticspanels 氣體盤 gaspanel mainframefacilitiespanelSystemController ACPowerBoxpowerdistributionpointtoallsystemcomponents高週波產生器 RFGeneratorrack RFgenerator微波microwavepowersupplies RPS Turbocontrollerscryocontrollers 當系統有cryopump才會有 Centura 熱交換系統 Heatexchangers providetemperaturecontroltoprocesschamber真空幫浦 Drypumps producereducedpressureenvironmentnecessaryformostwaferprocessing廠務設施 Systemfacilities 電氣 electricalpower processandpurge ventgascompresseddryairchilledwaterexhaustsystemwithscrubbers 相關手冊 SSPS siteandsystempreparationspecification OperationmanualSchematicsFunctionalDescriptionMainframeChamberSECS GEMSafetymanualStartupManualSeriplexGasPanelMSDS 主機平台組成 OperatorMonitor CRT 提供人與機器之間控制命命的介面LoadlockChambers 晶舟承載室 CassetteLoaderTransferChamber 傳送 WaferHandlerAuxiliaryChambers 輔助反應室 ProcessChambers 製程反應室 PneumaticPanels ChamberTraysGasPanelMainframeFacilitiespanel SignalTower 一目了然threecolor red green yellow fourcolor red green yellow blue 晶舟承載系統 Loadlockchamber位於主機的正面在常壓下提供晶舟 cassette 的Load與unload兩個晶舟承載室可透過軟體控制獨立作業共用真空幫浦 但不同真空管件連接有wide與narrowbody兩種各有一組indexer作為晶舟承載 供晶圓精確定位Fast SlowPump Fast slowVent Narrowbody WideBodyLoadlock 圖示為WB NarrowBodyLoadlock Transferchamber 在Centura上也稱Bufferchamber 但某些系統要區分在主機平台的中央位置跟其他反應室相接 2個loadlockchambers 輔助反應室 orienterorcooldown 以及最多四個製程反應室傳送機制與路線規劃傳送晶圓的機械手臂位於反應室中間步進式馬達機械手臂伺服式馬達機械手臂 Cooldownchamber Orienterchamber Multi slotcooldown 輔助反應室 輔助反應室 auxiliarychamber 輔助反應室orienterchamberscooldownchambersMulti Slotcooldownchamberorienterchambers找平邊 找圓心定位用cooldownchamber提供製程後晶圓表面溫度下降 Orienterchamber Pneumaticcontrol的目的在將動作透過訊號轉為可控制之開關PneumaticInterco