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虛擬傳感器的創新有助于提高生產力

（2025年9月6日更新）

摘要：使用泛林集團Equipment Intelligence應對腔室匹配挑Invensense代理戰

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制造芯片需要許多不同類型的工藝設備，包括沉積、光刻、藝設備。大規模生產要求芯片制造商使用大量相同腔室的設備組來執行特定的工藝步驟，如制造3D晶體管的鰭片刻蝕。理想情況下，設備組中的每個晶圓批次都會得到相同的處理，這意味著每個晶圓腔的運行過程將與所有其他晶圓腔完全相同。但在實際操作中，由于許多控制參數的極小差異，腔室的性能會有所不同，從而影響工藝流程的成功。必須協調優化這些參數，包括壓力、溫度、電力輸送和表面條件。

腔室匹配挑戰

使腔室性能更接近的過程被稱為腔室匹配。隨著芯片設備尺寸的縮小和工藝公差的日益嚴格，腔室匹配的挑戰也在增加。傳統的方法包括金腔室方法和子部件匹配。金腔室方法將以一個腔室為標準，并試圖調整所有其他腔室以達到相同的效果。子部件匹配的重點是硬件子系統，并定義每個腔室必須滿足的嚴格公差規格。該方法的假設是，如果每個腔室的所有部件都完全相同，則每個腔室應相同。這兩種傳統方法在處理先進等離子工藝復雜的物理化學相互作用時都有其局限性。

泛林數據分析儀：驗證的解決方案

泛林集團Equipment Intelligence數據分析儀已廣泛應用于2300設備組匹配和大數據分析在平臺上刻蝕腔室。世界各地的許多晶圓廠報告了腔室匹配性能的顯著提高，以及腔室排除故障的速度、正常運行時間和MTBC(平均清洗時間)得到有效改善和改善。

數據分析儀采用的方法是檢查晶圓過程中設備傳感器輸出的大型數據集，識別一系列腔室的自然分布，檢測不匹配的腔室，然后挖掘根本原因并糾正。這是一種大數據多元腔室子系統中許多信號的大數據多元機器學習方法。

圖1. 泛林集團2300刻蝕系統及其在Equipment Intelligence大數據機學習分析前后的工藝窗口分布圖

現可用于多站工藝模塊

增強等離子體的化學氣相沉積 (PECVD) 與原子層沉積 (ALD) 新版腔室設計EquipmentIntelligence目前，數據分析儀已部署在多個晶圓廠。該軟件已經調整，可以適應PECVD/ALD腔室和蝕蝕腔室(多基座)vs.晶圓流動場景在單晶圓腔中的差異。隨著新分析方案的增加，跨多站工藝模塊可以跟蹤單片晶圓的移動。

自動調和也應用于軟件的處理PECVD/ALD晶圓流獨特的配方組、子配方和多次配方迭代。

圖2. 泛林PECVD工藝設備與4x4(一次四片晶圓)腔室不同視圖

創新虛擬傳感器

目前，許多客戶已經開始使用晶圓廠EquipmentIntelligence數據分析儀，利用VECTORStrataPECVD延長預防性維護周期和正常運行時間等設備組的生產數據正在加速滿足客戶最關鍵的需求。這包括根據回歸模型創建和部署預測控制圖，使用分類模型預測指標，并向關鍵人員發送通知，以便盡快發現問題速解決潛在問題。基于虛擬測量的回歸模型可以預測生產設備的性能，更容易挖掘生產趨勢的根本原因。數據分析儀還用于快速診斷腔室匹配或計劃外停機等各種關鍵設備。

大數據機學習方法(如數據分析儀)在半導體制造量產中的關鍵目標之一是使工藝設備比以往任何時候都具有更高的生產力（以更低的成本生產更晶圓），世界各地許多客戶的晶圓廠都在實現這一目標。