Bagaimana sebenarnya kelajuan tindak balas peranti pampasan kuasa reaktif dinamik mempengaruhi kadar hasil garis pengeluaran semikonduktor?

Pembuatan Semikonduktor, sebagai wakil industri ketepatan yang tipikal, mempunyai keperluan yang sangat ketat untuk kualiti kuasa. Di bahagian berikut, Geyue Electric, dari perspektif profesional pengeluar peralatan pampasan kuasa reaktif dinamik, akan meneroka mekanisme korelasi intrinsik antara kelajuan tindak balasSVG (penjana var statik)dan kadar hasil pengeluaran semikonduktor. Dengan menganalisis ciri-ciri beban khas peralatan semikonduktor, sensitiviti terhadap sag voltan, dan kesan interaksi antara peralatan proses dan sistem kuasa, Geyue Electric akan mendedahkan peranan penting dalam pampasan dinamik peringkat milisaat dalam meningkatkan kadar hasil pembuatan cip. Pada masa yang sama, Geyue Electric juga akan mengesahkan keberkesanan penyelesaian teknikal dengan menggabungkan data kes sebenar dari tumbuhan fabrikasi wafer.

Keperluan khas pembuatan semikonduktor untuk kualiti kuasa

Barisan pengeluaran semikonduktor adalah sistem kompleks yang terdiri daripada beratus -ratus peralatan ketepatan. Peranti utama seperti mesin fotolitografi dan implan ion sangat sensitif terhadap turun naik voltan. Peralatan pengeluaran di kilang wafer moden umumnya menggunakan bekalan kuasa mod beralih untuk bekalan kuasa. Beban tak linear ini menjana tuntutan kuasa reaktif yang cepat berubah semasa operasi. Apabila grid kuasa gagal memberikan sokongan kuasa reaktif pada waktunya, ia akan menyebabkan sag voltan, gangguan gelombang, dan masalah kualiti tenaga elektrik yang lain.

Dalam proses pembuatan lanjutan di bawah 45 nanometer, walaupun penurunan voltan yang berlangsung hanya 10 milisaat boleh menyebabkan sistem servo ketepatan mesin litografi kehilangan penyegerakan, mengakibatkan penyimpangan penjajaran wafer. Menurut data penyelidikan dari Roadmap Teknologi Semikonduktor Antarabangsa (ITRS), SAG voltan telah menjadi faktor ketiga terbesar yang menyumbang kepada kecacatan cip, menyebabkan berbilion ringgit dalam kerugian kepada industri semikonduktor global setiap tahun. Ini memerlukan peranti pampasan kuasa reaktif yang disertakan untuk mempunyai keupayaan tindak balas dinamik yang sangat cepat. Peranti TSC tradisional, disebabkan oleh kelewatan tindakan suis mekanikal (biasanya melebihi 100 milisaat), telah gagal sepenuhnya memenuhi keperluan kilang semikonduktor moden.

Konotasi teknikal dan piawaian pengukuran kelajuan tindak balas

Kelajuan tindak balas peranti pampasan kuasa reaktif dinamik merujuk kepada masa yang diperlukan dari pengesanan perubahan kuasa reaktif dalam sistem ke output arus pampasan sasaran. Untuk peralatan elektronik kuasa yang dikawal sepenuhnya seperti SVG, kelajuan tindak balas terutamanya bergantung kepada tiga pautan teknikal: algoritma pengesanan cepat, cip kawalan berkelajuan tinggi, dan ciri-ciri penukaran peranti kuasa.

Pada masa ini, Suruhanjaya Elektroteknik Antarabangsa (IEC) mentakrifkan masa tindak balas peranti pampasan kuasa reaktif dinamik sebagai selang masa dari perubahan voltan sistem secara tiba -tiba kepada output peranti yang mencapai 90% daripada nilai sasaran. Pengeluar peralatan semikonduktor utama biasanya memerlukan penunjuk ini tidak lebih daripada 10 milisaat, dan beberapa faba wafer maju bahkan mencadangkan standard ketat 5 milisaat. Data yang diukur menunjukkan bahawa masa tindak balas peranti SVG menggunakan peranti kuasa silikon karbida (SIC) generasi ketiga boleh dipendekkan kepada kurang daripada 2 milisaat, terutamanya disebabkan oleh ciri-ciri kekerapan bahan SIC melebihi 100 kHz.

Mekanisme korelasi antara kelajuan tindak balas dan hasil proses

Kehilangan kadar hasil dalam garisan pengeluaran semikonduktor terutamanya berpunca daripada dua jenis masalah yang berkaitan dengan kualiti kuasa: pemotongan tiba -tiba dan potensi drift parameter. Yang pertama secara langsung ditunjukkan sebagai pemotongan wafer, sementara yang terakhir membawa kepada penyimpangan parameter prestasi cip dari nilai yang direka. Tindak balas pesat peranti pampasan kuasa reaktif dinamik secara berkesan dapat mencegah terjadinya kedua -dua jenis masalah ini.

Ambil proses etsa sebagai contoh. Apabila bekalan kuasa plasma mempunyai output kuasa yang tidak stabil kerana turun naik dalam voltan grid, kadar etsa tiba -tiba akan berubah. Data eksperimen menunjukkan bahawa jika masa pemulihan voltan melebihi 20 milisaat, sisihan keseragaman etsa akan melebihi 3%, secara langsung mengakibatkan pemotongan seluruh kumpulan wafer. Walau bagaimanapun, sistem bekalan kuasa yang dilengkapi dengan SVG tindak balas cepat (<5ms) dapat mengawal turun naik proses sedemikian dalam 0.5%. Dalam proses penggilap mekanikal kimia (CMP), pampasan kuasa reaktif yang lebih cepat dapat mengekalkan tork motor yang stabil dan mengelakkan calar skala nano pada permukaan wafer yang disebabkan oleh turun naik tekanan menggilap.

Inovasi teknologi utama dan laluan pelaksanaan

Kejayaan teknologi teras untuk mencapai tindak balas dinamik peringkat milisaat terutamanya terletak pada tiga aspek: pertama, algoritma pengesanan yang lebih baik berdasarkan teori kuasa reaktif serta-merta memendekkan masa pengesanan kepada 1/4 kitaran kekerapan kuasa melalui transformasi sistem koordinat αβ; Kedua, seni bina pemprosesan selari DSP pelbagai teras digunakan untuk memampatkan kitaran kawalan ke tahap 50 mikrosecond; Paling penting, penggunaan peranti semikonduktor bandgap yang luas meningkatkan kelajuan tindak balas dinamik modul kuasa dengan urutan magnitud.

Peranti SVG domestik telah diuji di kilang wafer 12 inci. Keputusan menunjukkan bahawa berbanding dengan peranti menggunakan modul IGBT tradisional (masa tindak balas 15ms), versi yang dinaik taraf menggunakan modul SIC (masa tindak balas 1.8ms) mempunyai hasil purata bulanan sebanyak 92.7% untuk barisan pengeluaran dengan bekas, sementara ia mencapai 96.3% dengan yang terakhir. Terutama dalam proses litografi ultraviolet yang mendalam (DUV), perbezaan hasil lebih penting, yang sepenuhnya mengesahkan kesan penting kelajuan tindak balas pada ketepatan proses.

Titik utama integrasi sistem dan amalan kejuruteraan

Dalam aplikasi praktikal kilang semikonduktor, peranti pampasan kuasa reaktif dinamik perlu diintegrasikan dengan keseluruhan sistem loji. Memandangkan seni bina bekalan kuasa khas kilang wafer, SVG biasanya mengamalkan skim susun atur yang diedarkan. Titik pampasan ditetapkan pada bahagian bas 10kV bagi setiap pencawang dan di bahagian 400V feeder peralatan proses penting masing-masing, membentuk sistem perlindungan pelbagai peringkat.

Dalam projek pengembangan fasa kedua kilang memori memori yang terkemuka di peringkat antarabangsa, pendekatan inovatif telah diterima pakai di mana SVG (penjana voltan isyarat) telah diintegrasikan dengan sistem kawalan peralatan proses untuk pertukaran data. Dengan mendapatkan trend perubahan beban masa nyata mesin litografi dan mesin etsa, sistem pampasan kuasa reaktif dapat mencapai peraturan ramalan, dengan masa tindak balas yang dikawal sebelum tetingkap sensitif proses. Model kolaboratif pintar ini telah meningkatkan hasil keseluruhan produk 28-nanometer kilang ini sebanyak 2.8 mata peratusan, dan telah menghasilkan manfaat ekonomi tambahan lebih dari 30 juta dolar AS setiap tahun.

Future Technological Development Trends

Apabila pembuatan semikonduktor berlangsung ke 3-nanometer dan di bawah nod teknologi, keperluan untuk kualiti kuasa elektrik akan menjadi lebih ketat. Teknologi pampasan kuasa reaktif dinamik generasi akan datang dalam tiga arah: pertama, terdapat satu kejayaan dalam had kelajuan tindak balas, dengan peranti eksperimen berdasarkan peranti Gallium Nitride (GAN) yang mencapai tindak balas sub-millisecond; Kedua, penggunaan teknologi berkembar digital yang mendalam sedang dijalankan, dengan mensimulasikan keseluruhan rangkaian bekalan kuasa kilang di ruang maya untuk mencapai pengoptimuman awal strategi pampasan; Akhirnya, pengenalan algoritma ramalan AI sedang dilaksanakan, dengan menganalisis data proses besar -besaran untuk meramalkan corak perubahan kuasa reaktif untuk setiap peralatan pengeluaran.

Terdapat hubungan kuantitatif yang jelas antara kelajuan tindak balas peranti pampasan kuasa reaktif dinamik dan kadar hasil pengeluaran semikonduktor. Keupayaan tindak balas peringkat milisaat bukan sahaja secara berkesan menindas kerugian langsung yang disebabkan oleh turun naik voltan, tetapi juga meningkatkan konsistensi prestasi keseluruhan cip dengan mengekalkan kestabilan parameter proses. Sebagai bidang yang inovatif di persimpangan teknologi elektronik kuasa dan pembuatan semikonduktor, kemajuan berterusan teknologi pampasan kuasa reaktif dinamik akan memberikan sokongan infrastruktur yang penting untuk meneruskan undang -undang Moore. Geyue Electric, sebagai pakar dalam pampasan kuasa reaktif, syarikat kami mencadangkan bahawa kilang wafer menggabungkan sistem pengurusan kualiti kuasa ke dalam reka bentuk keseluruhan semasa peringkat perancangan dan memilih peralatan SVG dengan masa tindak balas kurang daripada 5 milisaat untuk membina sistem jaminan kuasa pepejal untuk pembuatan cip high-end. Sekiranya kilang wafer anda secara aktif mencari penyelesaian pampasan kuasa reaktif dinamik yang cepat, sila hubungi kami:info@gyele.com.cn.