אתגר ה-450 מ"מ דוחף את אפלייד, KLA ונובה לשתף פעולה בישראל
19 נובמבר, 2013
מאחורי הקלעים מתנהלים מגעים בין שלוש יצרניות ציוד המטרולוגיה הפועלות בישראל – אפלייד מטיריאלס, נובה ו-KLA ישראל – שנועדו לבצע החלפה של ידע טכנולוגי בתחום התהליך הרובוטי האחראי להבאת פרוסות הסיליקון אל מתקן הבדיקה והחזרתו אל קו הייצור
המאמץ של אינטל לדחוף את תעשיית ייצור השבבים לעבור מייצור שבבים על-גבי פרוסות סיליקון בקוטר של 300 מ"מ לפרוסות גדולות יותר בקוטר של 450 מ"מ דוחף את יצרניות ציוד הבדיקה ובקרת התהליך (מטרולוגיה) לקצה גבולות יכולת החדשנות.
כך למשל, במהלך המושב על רובוטיקה בתעשיית השבבים שנערך היום במסגרת הכנס הישראלי הרביעי לרובוטיקה (ICR 2013) במלון דן פנורמה בתל-אביב, התברר שמאחורי הקלעים מתנהלים מגעים בין שלוש יצרניות ציוד המטרולוגיה הפועלות בישראל – אפלייד מטיריאלס, נובה ו-KLA ישראל – שנועדו לבצע החלפה של ידע טכנולוגי בתחום התהליך הרובוטי האחראי להבאת פרוסות הסיליקון אל מתקן הבדיקה והחזרתו אל קו הייצור.
הבעייה אינה פשוטה. מכונת הבדיקה צריכה לקבל את פרוסת הסיליקון מקו הייצור, לבצע בדיקה מהירה מבלי לגרום לה נזקים או ללכלך אותה, ולהחזיר אותה במהירות אל הקו בלא להאט את תהליך הייצור.
כאשר מדובר בפרוסות סילקון גדולות כמו פרוסות 450 מ"מ, הבעיה נעשית קשה. להערכת יורם עוזיאל, דירקטור לטכנולוגיות חדשות בחברת אפלייד מטיריאלס, התהליך דורש רובוטיקה מדוייקת מאוד ומגע מינימלי עם פרוסת הסיליקון. "במקומות שבהם הרובוט נוגע בסיליקון, נוצרות נקודות לכלוך אשר יכולות לייצר בעיות אמינות שלבי הייצור הבאים של הרכיב".
רובוטיקה ישראלית
"המערכת צריכה להיות יציבה מאוד. כיום ההערכה היא שנצטרך לספק יציבות ברמה של 1 ננומטר למשך 30 שניות. הדבר הזה קשה מאוד מכיוון שכאשר מניעים מערכת מכנית השוקלת 100 ק"ג היא מזעזעת את כל מכונת הבדיקה". לדבריו, לחוסר היציבות יש השלכות נוספות: היא פוגעת באיכות התמונה הנמדדת. "ניתן אומנם להמתין עד שהמערכת תתייצב, אולם הדבר מאריך את משך הבדיקה".
נשיא חברת KLA ישראל, עמי אפלבאום, גילה שמרכז הפיתוח של החברה בישראל פיתח פיתרון חדש המחליף את הרובוטים המורכבים והאיטיים המצויים היום בשימוש במערכות הבדיקה בתעשייה. "החלטנו להתמקד בפיתרון המסורתי המתייחס אל תהליך הגשת הפרוסות כאל תהליך המתבצע בשולחן XY, ופיתחנו רובוטיקה מהירה אשר מאפשרת להחליף את הפרוסות בתוך 2 שניות בלבד. כאשר אנחנו משתמשים בה עבור פרוסות סיליקון של 300 מ"מ, אנחנו מגיעים לקצב של יותר מ-300 פרוסות בשעה".
נובה מוותרת מראש
מנהל פיתוח החומרה של חברת נובה (Nova), אילן פסטרנק, הודה שהחברה לא עוסקת בפיתוח המודול הרובוטי של מכונות הבדיקה שלה, אלא מתמקדת בתהליך הבדיקה עצמו. את הרובוטים היא רוכשת מספקיות מתמחות. "המסה של פרוסות 450 מ"מ (כ-340 גרם) גדולה פי 2.5 מהמסה של פרוסות 300 מ"מ וצריך להניע אותן במהירות של 700 מטר לשנייה. אנחנו מחפשים כעת פתרונות הנעה ואחיזה ללא מגע בפרוסות הסיליקון, ופנינו גם ל-KLA לברר אפשרות להשתמש ברובוט שלהם".
בשיחה שהתפתחה בסיום המושב, התברר שמתקיימים גם דיונים דומים גם בין אפלייד מטיריאלס לבין KLA על שימוש ברובוט של KLA, אולם הם צריכים להיסגר בדרגי הנהלה בכירים מאוד בשתי החברות.
ישראל מחזיקה בשליש מהשוק העולמי
המצב אינו מפתיע, שכן מדובר בחברות שהן גם מתחרות אחת עם השניה וגם רגילות לשתף פעולה אחת עם השנייה. חלק גדול משיתוף הפעולה נעשה באמצעות מאגדים של המדען הראשי במשרד התמ"ת, דוגמת מאגד IMG-4. להערכת עוזיאל, תעשיית המטרולוגיה הישראלית מחזיקה בכ-30% מהשוק העולמי, עם מכירות של יותר מ-1.5 מיליארד דולר בשנה.
אתגר ה-450 מ"מ מעיק על כל תעשיית המטרולוגיה, שכן הוא דורש להתמודד עם בעיות חדשות בתנאים קשים יותר מבעבר. כך למשל, בתעשייה מעריכים שרוב השבבים אשר ייוצרו בפרוסות הגדולות יהיו בגיאומטריה של 10 ננומטר. שכן מטרת המעבר היא להוזיל את עלות הייצור של הרכיב הבודד, ומספר השבבים הגדול יותר המיוצר על-גבי בכל פרוסה גדולה מקטין את עלות הייצור של כל רכיב בודד. לכן חברת אינטל דורשת שתוספת עלות הייצור לא תעלה על 30% בהשוואה לעלות הנוכחית.
מבחינת חברות הבדיקה, הדבר יוצר שפע של קשיים: הן צריכות לבצע הרבה יותר בדיקות בכל מחזור, ופירוש הדבר שהן מתחילות להתמודד עם בעייה של עוצמת מיחשוב זמינה. הפרוסות הגדולות הן אלסטיות והדבר מקשה של הרכשת תמונה ברורה ומדוייקת. לשם המחשה, פרוסת 450 מ"מ עשויה לשקוע למרחק של 0.3 מ"מ רק בגלל משקלה העצמי. וכמובן, הן גם צריכות לפתח טכנולוגיות בדיקה אמינות לתהליכים קטנים מ-10 ננומטר.
פורסם בקטגוריות: חדשות , סמיקונדקטורס , תעשייה ישראלית
פורסם בתגיות: featured
