स्माइकॉन्डक्टर पतली फिल्म जमाव उपकरण

पतली फिल्म जमाव उपकरण, सेमीकंडक्टर उत्पादन लाइन के तीन मुख्य उपकरणों में से एक।

मैं पतली फिल्म बयान क्या है

Ii। PVD, CVD और ALD का विस्तृत परिचय

Iii। उद्योग में दो महत्वपूर्ण PECVD परिचय

Iv। वैश्विक अर्धचालक पतली फिल्म जमाव उपकरण बाजार

मैं पतली फिल्म बयान क्या है

इसे सीधे शब्दों में कहें: फिल्म बयान चिप को "बिछाने" करना है।

अधिक सटीक और चिप को स्तरित किया जाएगा, "फिल्म" की मांग उतनी ही अधिक होगी।

चिप जितना बेहतर होगा, उतने ही अधिक स्टिकर हैं।

व्यावसायिक रूप से:पतली फिल्म बयान उपकरणों का वर्गीकरण पतली फिल्म बयान में सिलिकॉन वेफर्स और अन्य सब्सट्रेट पर इलाज की जाने वाली पतली फिल्म सामग्री के बयान को संदर्भित किया जाता है, और जमा की गई पतली फिल्म सामग्री मुख्य रूप से सिलिका, सिलिकॉन नाइट्राइड, पॉलीसिलिकॉन और अन्य गैर-धातु और तांबे और अन्य धातुओं के हैं, और जमा की गई फिल्म एमोर्फस, पॉलीक्रीस्टेलिन हो सकती है।

इसमें सीवीडी (रासायनिक वाष्प जमाव), पीवीडी (भौतिक वाष्प जमाव), और एएलडी (परमाणु परत जमाव) शामिल हैं, जिनमें से एलडी सीवीडी की शाखा से संबंधित है।

हम क्यों कहते हैं कि अधिक सटीक और अधिक चिप की परतें, "फिल्म" की मांग जितनी अधिक होगी?

चिप निर्माण एक मोबाइल फोन पर एक फिल्म लगाने जैसा है, लेकिन यह "फिल्म" नैनो-स्तरीय है, और इसे दर्जनों या सैकड़ों परतों के साथ चिपकाने की आवश्यकता है! जैसे -जैसे चिप प्रक्रिया अधिक से अधिक परिष्कृत हो जाती है और संरचना अधिक से अधिक जटिल हो जाती है, "फिल्म" की मांग भी काफी बढ़ गई है।

अधिक उन्नत प्रक्रिया, फिल्म की अधिक परतें

90NM प्रक्रिया की CMOS उत्पादन लाइन में, लगभग 40 पतली फिल्म जमाव प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है, जिसमें 6 सामग्री शामिल होती है; 3NM प्रक्रिया की Finfet उत्पादन लाइन में, पतली फिल्म जमाव की प्रक्रिया में वृद्धि हुई है और सामग्री के प्रकार 20 के करीब हैं। "फिल्म" की प्रत्येक परत महत्वपूर्ण है, और किसी भी परत के बिना, चिप ठीक से काम नहीं कर सकती है।

संरचना जितनी जटिल होगी, फिल्म को लागू करना उतना ही कठिन होगा

मेमोरी चिप्स को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, 2 डी नंद से 3 डी नंद तक, संरचना फ्लैट से तीन-आयामी में बदल गई है, और परतों की संख्या में काफी वृद्धि हुई है, जैसे एकल-कहानी बंगला एक गगनचुंबी इमारत में। प्रत्येक परत को सटीक "कोटिंग" की आवश्यकता होती है, जो स्वाभाविक रूप से पतली फिल्म बयान उपकरणों की मांग को बढ़ाता है।

इसलिए, पतली फिल्म जमाव उपकरण चिप निर्माण का "फिल्म मास्टर" है, और अधिक सटीक और चिप को स्तरित किया जाता है, यह उतना ही अधिक अविभाज्य है।

Ii। पीवीडी, सीवीडी

भौतिक वाष्प जमाव)

भौतिक वाष्प जमाव एक ऐसी तकनीक है जो पतली फिल्म जमाव को करने के लिए भौतिक तंत्र का उपयोग करती है, और प्रक्रिया में रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल नहीं होती हैं।

इसमें मुख्य रूप से वाष्पीकरण, स्पटरिंग, आर्क प्लाज्मा कोटिंग, आयन कोटिंग, आणविक बीम एपिटैक्सियल कोटिंग और अन्य श्रेणियां शामिल हैं। वाष्पीकरण: एक कोटिंग तकनीक को संदर्भित करता है जिसमें वाष्पित सामग्री को वाष्पीकरण स्रोतों द्वारा गर्म किया जाता है जैसे कि प्रतिरोध, इलेक्ट्रॉन बीम, उच्च-आवृत्ति इंडक्शन, आर्क और लेजर एक उच्च वैक्यूम चैम्बर में पिघलने और गैसीकरण तापमान तक पहुंचने के लिए, ताकि वाष्पित सामग्री के परमाणु या अणुओं को वाष्पित किया जा सके और इसकी सतह से बच जाए। एक ठोस फिल्म बनाने के लिए वाष्पित और संघनित।वैक्यूम वाष्पीकरण वर्तमान में OLED पैनलों की मुख्यधारा की प्रक्रिया है।

स्पटरिंग: आमतौर पर मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग को संदर्भित करता है, जो एक निश्चित गतिज ऊर्जा के साथ विद्युत क्षेत्र में तेजी लाने के लिए चार्ज किए गए कणों के उपयोग को संदर्भित करता है, 1.3 × 10-3pa के वैक्यूम स्थिति में अक्रिय गैस से भरा होता है, और सब्सट्रेट (एनोड) और धातु लक्ष्य (कैथोड) के बीच जोड़ा जाता है, जो कि इलेक्ट्रॉनों के कारण होता है, गैस, प्लाज्मा का उत्पादन करें, धातु के लक्ष्य के परमाणुओं को विस्फोट करें, और सब्सट्रेट पर जमा करें।

स्पटर कोटिंग सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पीवीडी है।

आणविक बीम एपिटैक्सी (एमबीई): यह एक विशेष वैक्यूम कोटिंग प्रक्रिया है जो सब्सट्रेट सामग्री के क्रिस्टल अक्ष के साथ परत द्वारा पतली फिल्मों की परत को उगाती है। MBE दर्जनों परमाणु परतों के साथ एकल क्रिस्टल फिल्में तैयार कर सकता है, साथ ही साथ अलग-अलग घटकों के साथ पतली फिल्मों को वैकल्पिक कर सकता है और अल्ट्रा-पतली परत क्वांटम माइक्रोस्ट्रक्चर सामग्री बनाने के लिए डोपिंग कर सकता है।

आयन चढ़ाना: वैक्यूम वाष्पीकरण और स्पटर कोटिंग का एक संयोजन, मढ़वाया जाने वाला सामग्री आंशिक रूप से वाष्पीकरण के बाद डिस्चार्ज स्पेस में आयनित है, और फिर मढ़वाया जाने वाला आयनों को इलेक्ट्रोड द्वारा सब्सट्रेट द्वारा एक फिल्म में जमा करने के लिए आकर्षित किया जाता है।

इसकी जटिलता के कारण, आयन चढ़ाना में अनुप्रयोगों की एक सीमित सीमा है।

सभी में, पीवीडी प्रक्रिया के दौरान, केवल सामग्री रूप में परिवर्तन होता है, और कोई रासायनिक प्रतिक्रिया शामिल नहीं होती है, जो एक शुद्ध भौतिक परिवर्तन है। पीवीडी अर्धचालक विनिर्माण की पूरी प्रक्रिया में अल्ट्रा-प्यूर मेटल और ट्रांजिशन मेटल नाइट्राइड फिल्मों को जमा करने के लिए एक आवश्यक प्रमुख प्रक्रिया है।

2.CVD (रासायनिक वाष्प जमाव)

ढांकता हुआ और अर्धचालक फिल्म सीवीडी का जमाव एक कोटिंग प्रक्रिया है जो एक वाष्प चरण रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से एक सब्सट्रेट की सतह पर ठोस फिल्मों को जमा करती है, जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया है।

सीवीडी प्रतिक्रिया अग्रदूत आम तौर पर सिलेन, फास्फोरस, बोरेन, अमोनिया, ऑक्सीजन और अन्य गैस कच्चे माल होते हैं, और उत्पाद आम तौर पर नाइट्राइड, ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, कार्बाइड, पॉलीसिलिकॉन और अन्य ठोस फिल्में होते हैं, और प्रतिक्रिया की स्थिति आम तौर पर उच्च तापमान, उच्च दबाव, प्लाज्मा, आदि होती है।

सीवीडी फिल्म गठन प्रक्रिया में आम तौर पर आठ चरण शामिल होते हैं:

तलछटी क्षेत्र में प्रतिक्रियाशील गैस परिवहन;

झिल्ली अग्रदूत गठन;

मेम्ब्रेन अग्रदूत मैट्रिक्स की सतह पर फैलते हैं;

झिल्ली अग्रदूत आसंजन;

झिल्ली के अग्रदूत झिल्ली विकास क्षेत्र में फैलते हैं;

भूतल रासायनिक प्रतिक्रिया, फिल्म अवक्षेपित हो जाती है और धीरे-धीरे बढ़ती है, और अंत में एक निरंतर फिल्म बनाती है और एक ही समय में उत्पादों को उत्पन्न करती है;

बाय-प्रोडक्ट्स को मैट्रिक्स की सतह से हटा दिया जाता है;

उप-उत्पादों को प्रतिक्रिया कक्ष से हटा दिया जाता है। प्रक्रिया की निरंतर प्रगति के साथ, खांचे और गहरे छेद भरने की मांग ने नई सीवीडी प्रौद्योगिकियों को जन्म दिया है, और वर्तमान मुख्यधारा लागू प्रौद्योगिकियां एलपीसीवीडी, पीईसीवीडी हैं, और भविष्य के विकास की दिशा एचडीपीसीवीडी, एसएसीवीडी है।

उद्योग में दो महत्वपूर्ण PECVD परिचय:

प्लाज्मा पीढ़ी की आवृत्ति के अनुसार, पीई सीवीडी में उपयोग किए जाने वाले प्लाज्मा को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: रेडियो आवृत्ति प्लाज्मा और माइक्रोवेव प्लाज्मा

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वर्तमान में, उद्योग में उपयोग की जाने वाली RF आवृत्ति आवृत्ति आमतौर पर 13.56MHz है। उनमें से, आरएफ प्लाज्मा युग्मन विधियों को आमतौर पर दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: कैपेसिटिव कपलिंग (सीसीपी) और आगमनात्मक युग्मन (आईसीपी)।

3.ald (परमाणु परत जमाव)

ALD में सटीक फिल्म मोटाई नियंत्रण क्षमताएं, उत्कृष्ट मोटाई एकरूपता और जमा फिल्मों की स्थिरता है, और इसकी कदम कवरेज क्षमता बहुत मजबूत है, जिससे यह गहरी नाली संरचनाओं में फिल्म विकास के लिए उपयुक्त है। ALD SADP, HKMG और कॉपर मेटल इंटरकनेक्ट डिफ्यूजन बैरियर लेयर्स जैसी कई प्रक्रियाओं में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

ALD सिद्धांत:गैस-चरण अग्रदूत की नाड़ी के माध्यम से रिएक्टर में वैकल्पिक रूप से प्रवेश के माध्यम से और एक एकल परमाणु परत के मोड में सब्सट्रेट सतह पर परत द्वारा एक फिल्म परत बनाने के लिए, प्रतिक्रिया चरणों में शामिल हैं:

Precursor A प्रतिक्रिया कक्ष में प्रवेश करता है और मैट्रिक्स की सतह पर adsorbed होता है;

अक्रिय गैस के साथ प्रतिक्रिया कक्ष को कुल्ला और शेष अग्रदूत ए को साफ करें;

Precursor B मैट्रिक्स की सतह पर प्रतिक्रिया कक्ष और adsorbs में प्रवेश करता है, लक्ष्य फिल्म बनाने के लिए अग्रदूत A के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है;

अक्रिय गैस प्रतिक्रिया कक्ष को रिएक्शन चैंबर से उत्पन्न होने वाले उत्पादों को हटाने के लिए प्रतिक्रिया कक्ष को फ्लश करती है और परमाणु परत की पतली फिल्मों के बयान को पूरा करती है। यह चक्र परमाणु स्तर पर पतली फिल्मों के बयान के लिए अनुमति देता है।

Iii। पतली फिल्म जमाव उपकरण क्या है?

पतली फिल्म जमाव अर्धचालकों के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। जैसा कि नाम से पता चलता है, यह मुख्य रूप से प्रत्येक प्रक्रिया चरण में ढांकता हुआ परत और धातु परत के बयान के लिए जिम्मेदार है।

वैक्यूम और दबाव नियंत्रण प्रणाली संरचना: यांत्रिक पंप, आणविक पंप, वैक्यूम वाल्व, वैक्यूम गेज, आदि।

फ़ंक्शन: बयान प्रक्रिया के लिए एक स्थिर वैक्यूम वातावरण प्रदान करें, फिल्म की गुणवत्ता पर नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और जल वाष्प के प्रभाव को कम करें। सब्सट्रेट के तेल संदूषण से बचने के लिए सूखे पंप द्वारा कम वैक्यूम निकाला जाता है। आणविक पंप का उपयोग उच्च वैक्यूम निकालने के लिए किया जाता है, जिसमें पानी वाष्प को हटाने और प्रतिक्रिया कक्ष की स्वच्छता सुनिश्चित करने की एक मजबूत क्षमता होती है।

महत्व: वैक्यूम वातावरण फिल्म जमाव के लिए मौलिक है, जो सीधे फिल्म की शुद्धता और एकरूपता को प्रभावित करता है।

जमा प्रणाली की संरचना: आरएफ बिजली की आपूर्ति, पानी शीतलन प्रणाली, सब्सट्रेट हीटर, आदि।

फ़ंक्शन: RF बिजली की आपूर्ति: प्रतिक्रिया गैस को आयनित करता है, प्लाज्मा उत्पन्न करता है, और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देता है। वाटर कूलिंग सिस्टम: पंप और रिएक्शन चैंबर के लिए कूलिंग प्रदान करता है, उपकरण को ओवरहेटिंग से रोकता है और ओवरटेम्परेचर के मामले में अलार्म को ट्रिगर करता है। विद्युत हस्तक्षेप से बचने के लिए कूलिंग पानी की रेखाएं अछूता हैं।

सब्सट्रेट हीटर: सतह की अशुद्धियों को दूर करने के लिए सब्सट्रेट को गर्म करता है और फिल्म के आसंजन को सब्सट्रेट में सुधारता है। महत्व: अवसादन प्रणाली फिल्म जमाव का मूल है और सीधे फिल्म की गुणवत्ता और प्रदर्शन को प्रभावित करती है।

गैस और प्रवाह नियंत्रण प्रणाली संरचना: गैस सिलेंडर, गैस कैबिनेट, द्रव्यमान प्रवाह मीटर, गैस संचरण पाइपलाइन, आदि।

समारोह:

गैस स्रोत: प्रतिक्रिया गैस (जैसे सिलेन, अमोनिया, नाइट्रोजन, आदि) गैस सिलेंडर द्वारा प्रदान की जाती है।

गैस वितरण: गैस को गैस कैबिनेट के माध्यम से प्रक्रिया कक्ष में ले जाया जाता है।

प्रवाह नियंत्रण: द्रव्यमान प्रवाह मीटर का उपयोग गैस प्रवाह को ठीक से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है ताकि स्थिर अनुपात और प्रतिक्रियाशील गैसों की प्रवाह दर सुनिश्चित हो सके।

महत्त्व:गैस प्रवाह नियंत्रण सीधे फिल्म की रचना, मोटाई और एकरूपता को प्रभावित करता है।

प्रतिक्रिया कक्ष प्रणाली रचना: प्रतिक्रिया कक्ष, सब्सट्रेट ट्रे, गैस वितरक, इलेक्ट्रोड, आदि।

कार्य:

(1) प्रतिक्रिया कक्ष:पतली फिल्म बयान के लिए प्रतिक्रिया स्थान प्रदान करता है, आमतौर पर उच्च तापमान और संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री से बना होता है।

सब्सट्रेट ट्रे: सब्सट्रेट को सुरक्षित करें और सुनिश्चित करें कि यह समान रूप से गर्म है।

गैस वितरक: फिल्म जमाव की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए समान रूप से प्रतिक्रिया गैस वितरित करें।

(४) इलेक्ट्रोड: PECVD जैसी प्रक्रियाओं में, इसका उपयोग प्लाज्मा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

महत्व: प्रतिक्रिया कक्ष फिल्म जमाव का मुख्य क्षेत्र है, और इसका डिजाइन सीधे फिल्म की गुणवत्ता और प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

5. कॉन्ट्रोल सिस्टम रचना:पीएलसी (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर), सेंसर, ह्यूमन-मशीन इंटरफ़ेस (एचएमआई), आदि।

कार्य:

(1) स्वचालित नियंत्रण:पीएलसी के माध्यम से उपकरण के प्रत्येक प्रणाली के स्वचालित संचालन का एहसास करें।

(२) पैरामीटर निगरानी:तापमान, दबाव और गैस प्रवाह जैसे प्रमुख मापदंडों की वास्तविक समय की निगरानी।

(३) गलती अलार्म:अलार्म को ट्रिगर करें और स्वचालित रूप से मशीन को असामान्य परिस्थितियों में रोकें।

महत्त्व:नियंत्रण प्रणाली उपकरण के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करती है, प्रक्रिया स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार करती है।

सफाई और रखरखाव प्रणाली संरचना: सफाई गैस (जैसे कि NF,, CF,), सफाई पाइपलाइन, निकास गैस उपचार उपकरण, आदि।

समारोह:

चैंबर की सफाई:संदूषण से बचने के लिए नियमित रूप से प्रतिक्रिया कक्ष में तलछट को हटा दें।

निकास गैस उपचार:पर्यावरण संरक्षण और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए प्रतिक्रिया प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न हानिकारक गैसों का इलाज करें।

महत्वपूर्ण: सफाई और रखरखाव प्रणाली उपकरणों के जीवन का विस्तार करती है और फिल्म जमाव की स्थिरता और स्थिरता सुनिश्चित करती है।

पतली फिल्म जमाव उपकरण के लिए iv.international बाजार

अर्ध माप के आंकड़ों के अनुसार, लिथोग्राफी मशीन, नक़्क़ाशी मशीनें, और पतली फिल्म बयान उपकरण क्रमशः 24%, 20%और 20%सेमीकंडक्टर उपकरण बाजार के लिए खाते हैं।

पतली फिल्म जमाव उपकरण सेमीकंडक्टर उत्पादन लाइन के तीन मुख्य उपकरणों में से एक है, और इसके बाजार का आकार प्रक्रिया की प्रगति के साथ बढ़ता रहेगा।

वैश्विक पतली फिल्म बयान उपकरण बाजार का आकार 2022 में 20 बिलियन अमरीकी डालर के आसपास था। बाजार में 2026 में $ 30 बिलियन तक बढ़ने की उम्मीद है, लगभग 8-10%की मिश्रित वार्षिक वृद्धि दर (सीएजीआर) के साथ।

ग्रोथ ड्राइवर:

उन्नत प्रक्रिया आवश्यकताएं: जैसे -जैसे अर्धचालक प्रक्रियाएं 3NM, 2NM और नीचे नोड्स के लिए विकसित होती हैं, पतली फिल्म जमाव प्रक्रियाओं की संख्या और जटिलता में काफी वृद्धि हुई है। उदाहरण के लिए, 3NM प्रक्रिया की पतली फिल्म जमाव की प्रक्रिया 90nm प्रक्रिया की तुलना में 2.5 गुना अधिक है।

मेमोरी चिप अपग्रेड: 2 डी नंद से 3 डी नंद तक, पतली फिल्म बयान परतों की संख्या में काफी वृद्धि हुई है। 3 डी नंद की स्टैक्ड परतों की संख्या 32 से बढ़कर 200 से अधिक हो गई है, और पतली फिल्म जमाव उपकरणों की मांग आसमान छू गई है।

3। उभरते हुए एप्लिकेशन संचालित: 5G, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, इंटरनेट ऑफ थिंग्स, और ऑटोनॉमस ड्राइविंग जैसी उभरती प्रौद्योगिकियों में उच्च-प्रदर्शन चिप्स की मांग बढ़ती जा रही है, जो पतली फिल्म बयान उपकरण बाजार के विस्तार को बढ़ाती है।

4। मार्केट सेगमेंट शेयर: सीवीडी उपकरण: पतली फिल्म डिपोजिशन इक्विपमेंट मार्केट के लगभग 60% के लिए खाते हैं, जो कि सबसे बड़ा खंड है। पीवीडी उपकरण: पतली फिल्म जमाव उपकरण बाजार के लगभग 25% के लिए खाते हैं। ALD उपकरण: पतली फिल्म जमाव उपकरण बाजार के लगभग 15% के लिए जिम्मेदार है, लेकिन यह सबसे तेजी से बढ़ रहा है, अगले पांच वर्षों में 15% से अधिक की सीएजीआर के साथ।