अर्धचालक विनिर्माण में तापमान सेंसर के लिए सबसे सख्त आवश्यकताएं क्यों हैं

अर्धचालक विनिर्माण का मुख्य कारण सबसे सख्त तापमान सेंसर की आवश्यकता है भौतिकी का कोई मार्जिन नहीं है।
उप-5 एनएम प्रक्रिया नोड्स पर, एक वेफर सतह पर एक छोटा सा 2 डिग्री सेल्सियस तापमान विचलन लाखों ट्रांजिस्टरों को टूटने का कारण बन किसी भी अन्य उद्योग के पास इस तरह की थर्मल संवेदनशीलता के स्तर पर कुछ भी नहीं है। नैनोस्केल पर भौतिकी के नियम लगभग कोई दोष सहिष्णुता नहीं छोड़ते हैं। अर्धचालक को मापने के लिए तापमान सेंसर की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया नोड सिकुड़ रहा है, सहिष्णुता सख्त रह रही है.

चिप्स छोटी हो रही हैं, प्रत्येक पैरामीटर को कड़ा किया जाएगा, इसलिए तापमान सेंसर को मापना बहुत महत्वपूर्ण है।
28nm नोड - तापमान सहिष्णुता ± 5 डिग्री सेल्सियस, अपेक्षाकृत लचीला
7nm नोड - तापमान सहिष्णुता ± 2 डिग्री सेल्सियस तक सिकुड़ जाता है, किसी भी उतार-चढ़ाव डिवाइस मापदंडों को प्रभा
3nm नोड - ± 1 डिग्री सेल्सियस के तहत तापमान सहिष्णुता, तापमान सेंसर सटीकता पास दर और उपज छत बन जाएगी
इसके पीछे भौतिकी तर्क बहुत सरल है, सक्रिय क्षेत्रों (जैसे ट्रांजिस्टर गेट, डोपेंट ज़ोन, डाइलेक्ट्रिक परतें) को छोटे नोड्स पर परमाणु पर एक छोटा सा तापमान परिवर्तन परमाणु स्तरीय प्रतिक्रिया दरों, परत मोटाई और डोपेंट वितरण को उन तरीकों से बदल देगा जिन्हें डाउनस्ट्रीम

छह महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की आवश्यकताएं लगभग असंभव हैं

रैपिड थर्मल प्रोसेसिंग (आरटीपी / आरटीए)
ताप दर 100-300 डिग्री सेल्सियस प्रति सेकंड तक पहुंचती है। तापमान सेंसरों को माइक्रोसेकंड में प्रतिक्रिया देनी चाहिए। मिलीसेकंड प्रतिक्रिया के साथ पारंपरिक औद्योगिक तापमान सेंसर बेकार हैं - प्रक्रिया पहले से ही प्रतिक्रि
परमाणु परत जमा (एएलडी)
तापमान ± 0.3 डिग्री सेल्सियस तक नियंत्रित किया जाना चाहिए।  ±1 डिग्री सेल्सियस उतार-चढ़ाव 1% से अधिक फिल्म मोटाई भिन्नता का कारण बनेगा। एक 3nm गेट ऑक्साइड परत (लगभग 5 परमाणु परतों) के लिए, 1% मोटाई का मतलब लगभग 0.05 परमाणु परतें नियंत्रण से बाहर हैं। तापमान सेंसर की सटीकता अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है।
लिथोग्राफी में पोस्ट एक्सपोजर बेक (पीईबी)
फोटोरेसिस्ट रसायन बेक तापमान के प्रति बेहद संवेदनशील है।  ±1 डिग्री सेल्सियस विचलन से महत्वपूर्ण आयाम (सीडी) का 2% से अधिक परिवर्तन होगा। उन्नत नोड्स पर, सीडी सहिष्णुता पहले से ही अपनी भौतिक सीमाओं पर है - एक 2% शिफ्ट का मतलब है कि बैच सभी स्क्रैप किए जाएंगे। तापमान सेंसर इसे बचने के लिए सटीक रूप से माप सकते हैं।
सीवीडी / पीवीडी पतली फिल्म जमा
विभिन्न फिल्म सामग धातु गेट और उच्च-के डाइलेक्ट्रिक जमा के लिए पूरी वेफर सतह पर ± 0.5 डिग्री सेल्सियस के भीतर एकरूपता की आवश्यकता ह
प्लाज्मा एचिंग
यह अल्ट्रा-हाई वैक्यूम, प्लाज्मा बमबारी और तीव्र 13.56 मेगाहर्ट्ज आरएफ विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों को एक साथ जो अधिकांश तापमान सेंसर तापमान को मापने से पहले केवल आरएफ शोर से विफल हो जाएंगे।
पोस्ट-इम्प्लांट एनील और वेफर बॉन्डिंग
मिलीसेकंड एनील प्रक्रियाओं (पिघल एनील) को उप-मिलीसेकंड में थर्मल कैप्चर की आवश्यकता होती है। बंधन इंटरफ़ेस में तापमान एकरूपता आने वाले वर्षों के लिए डिवाइस विश्वसनीयता को निर्धारित करती है।
उपरोक्त चुनौतियों पर प्रभावी समाधान टीसी वेफर और आरटीडी वेफर को अपनाने का सुझाव दिया जाएगा। तापमान सेंसर को सीधे वेफर में एम्बेड करने से थर्मोवेल पूरी तरह से समाप्त हो जाएगा।
टीसी वेफर  थर्मोकपल सरणियों (68 अंक तक) को सीधे वेफर सतह पर एम्बेड करता है
तापमान सीमा: -200 डिग्री सेल्सियस से 1,200 डिग्री सेल्सियस
सटीकता: ± 0.1 डिग्री सेल्सियस कैलिब्रेशन के बाद
प्रतिक्रिया: माइक्रोसेकंड स्तर
वैक्यूम: 10 के लिए संगत ⁻⁷ Torr
आरटीडी वेफर  मध्य से कम तापमान, अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता के लिए प्लैटिनम प्रतिरोध सेंसर
तापमान सीमा: -80 डिग्री सेल्सियस से 250 डिग्री सेल्सियस
सटीकता: ± 0.05 डिग्री सेल्सियस (सटीकता ग्रेड)
उपयोग का मामला: कोट / विकसित हॉटप्लेट्स, इलेक्ट्रोस्टैटिक चक
लाभकारी समाधान तापमान सेंसर प्रौद्योगिकी की पूर्ण सीमा पर अर्धचालक विनिर्माण को आगे बढ़ाएंगे।