虚拟传感器的创新助力提升生产力

制造芯片需要很多不同类型的工艺设备，包括沉积、光刻、刻蚀和清洁等设备。大规模生产要求芯片制造商使用大量相同腔室的设备组来执行特定的工艺步骤，例如用于制造3D晶体管的鳍片刻蚀。理想情况下，设备组中的每个晶圆批次都会得到相同的处理，这意味着每个晶圆腔室的运行过程将与其他所有晶圆腔室完全相同。不过在实际操作中，腔室的性能会因许多控制参数的极微小差异而有所不同，进而影响到工艺流程是否成功。这些参数包括压力、温度、电力输送和表面条件，都必须协同优化。

腔室匹配挑战

使腔室性能更接近的过程称为“腔室匹配”。随着芯片器件尺寸的缩小和工艺公差的日益严格，腔室匹配所面临的挑战也在增加。传统的方法包括“黄金腔室”方法和子部件匹配。“黄金腔室”方法会将一个腔室定为标准，并试图调整所有其他腔室以达成相同的结果。子部件匹配的重点在于硬件子系统，并定义每个腔室必须满足的严格公差规格。这种方法的假设是，如果每个腔室的所有部件完全相同，那么每个腔室也理应相同。这两种传统方法在处理先进等离子工艺复杂的物理和化学相互作用时都有其局限性。

泛林数据分析仪：经过验证的解决方案

泛林集团Equipment Intelligence（设备智能）数据分析仪已被广泛用于2300平台上刻蚀腔室的设备组匹配和大数据分析。世界各地的许多晶圆厂都报告了腔室匹配性能的显著提升，同时腔室排除故障的速度、正常运行时间及MTBC（清洗之间的平均时间）均得到有效提升与改善。

数据分析仪采用的方法是查看晶圆加工过程中设备传感器输出的大型数据集，并识别一系列腔室中的自然分布，以检测不匹配的腔室，然后挖掘根本原因并进行纠正。这是一种大数据多元机器学习方法，观察一个腔室内或腔室子系统内的诸多信号。