Thực tế triển khai

Thực tế

Lĩnh vực ứng dụng

Ứng dụng

Câu hỏi thường gặp

Hỏi đáp

Support

Làm thế nào để xác nhận độ ổn định của thiết bị trong quy trình coating (phủ màng)?

Thực tế giám sát| Làm thế nào để xác nhận độ ổn định của thiết bị trong quy trình coating?

Trong quy trình phủ màng (coating) của ngành bán dẫn, nếu thiết bị xuất hiện rung động bất thường, rất dễ dẫn đến hiện tượng phủ không đồng đều. Vậy làm thế nào có thể thông qua thiết bị đo lường để xác nhận độ ổn định của quy trình sản xuất?

Các phương pháp phủ màng

Các phương pháp phủ màng có thể được chia thành hai nhóm chính: phủ màng khô (dry coating) và phủ màng ướt (wet coating).

Thông thường, các kỹ thuật phủ màng dựa trên quá trình coating được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp. Trong đó, phủ màng ướt không yêu cầu môi trường chân không, phù hợp với sản xuất hàng loạt và tốc độ cao, nên được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Dung dịch coating được phủ đều lên bề mặt vật liệu nền, sau đó trải qua quá trình sấy và phản ứng hóa học để hình thành lớp màng mỏng rắn có tính ổn định.

Quy trình coating phủ màng

Nguyên lý của máy phủ quay (Spin Coater)
Phủ quay (spin coating) thuộc nhóm phủ màng ướt (wet coating). Vật liệu nền (như wafer silicon hoặc các bề mặt nhẵn khác) được cố định bằng phương pháp hút chân không. Dung dịch coating được nhỏ vào trung tâm bề mặt, sau đó nhờ lực ly tâm sinh ra trong quá trình quay, dung dịch được phân bố đều trên bề mặt và phần dư thừa sẽ nhanh chóng bị văng ra ngoài, tạo thành một lớp màng mỏng đồng đều.

Tốc độ quay, thời gian quay và tốc độ sấy khô đều là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày của lớp màng. Ngoài ra, nếu trong quá trình sản xuất thiết bị xuất hiện rung động bất thường, rất dễ gây ra hiện tượng phủ không đồng đều, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Giải pháp và mô tả giám sát

VMS-PH – Thiết bị phân tích chất lượng động của thiết bị
Vì vậy, chúng tôi sử dụng chức năng phân tích động của VMS-PH để đo lường trạng thái vận hành tốc độ quay của máy coating cũng như nozzle của thiết bị. Thông qua việc so sánh tín hiệu rung động trong quá trình vận hành ở các tốc độ quay khác nhau, có thể xác định mức độ ổn định của quy trình sản xuất.

Các dữ liệu này được sử dụng làm tiêu chuẩn giám sát cho từng hành động riêng lẻ, giúp hệ thống xác định chính xác giai đoạn hoặc chuyển động nào của thiết bị xuất hiện bất thường hoặc mất ổn định. Nhờ đó, có thể triển khai bảo trì dự đoán (predictive maintenance) sớm, tránh các sự cố phát sinh không báo trước.

Trạng thái đo lường

1. So sánh trạng thái tăng / giảm tốc của STAGE trên máy coating

• Vị trí đo: Bề mặt bàn đá granite song song với hướng chuyển động của STAGE
• Máy đo: 001
• Phương pháp đo: So sánh phân tích động giữa tốc độ quy trình 80 và 120
• Mục đích thử nghiệm: So sánh sự khác biệt trong quá trình tăng và giảm tốc

Tốc độ quay 80

Tốc độ quay 80

Tốc độ quay 120

Tốc độ quay 120

Ở tốc độ quy trình 120, tín hiệu động của coating cao hơn so với tốc độ 80

2. So sánh trạng thái vận hành của nozzle ở các tốc độ khác nhau trên máy coating

• Vị trí đo: Gắn bằng nam châm tại vị trí thẳng đứng của thanh trượt nozzle
• Máy đo: 002
• Phương pháp đo: So sánh sự khác biệt giữa các tốc độ 80, 120, 180 và 240
• Mục đích thử nghiệm: So sánh sự khác biệt trong quá trình tăng và giảm tốc

Tốc độ quay 80

Tốc độ quay 80

Tốc độ quay 120

Tốc độ quay 120

Tốc độ quay 180

Tốc độ quay 180

Tốc độ quay 240

Tốc độ quay 240

Kết luận đo lường

Chức năng phân tích động của VMS-PH cho phép so sánh kết quả đo tín hiệu động của các chuyển động mục tiêu trong quá trình vận hành thiết bị. Thông qua đó, có thể sớm nhận biết các thay đổi nhỏ về tình trạng thiết bị do mất ổn định, mài mòn, lão hóa, hư hỏng hoặc cộng hưởng, từ đó đạt được mục tiêu bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance) cho thiết bị.

Thiết bị phân tích chất lượng động VMS-PH
Thiết bị phân tích chất lượng động VMS-PH
Thiết bị phân tích chất lượng động VMS-PH

Hiểu rõ tình trạng của từng bộ phận thiết bị

Các câu hỏi thường gặp (FAQ)

Tại sao quy trình phủ của máy Spin Coater cần giám sát độ ổn định của thiết bị?
Máy phủ quay (Spin Coater) phân bố đều dung dịch phủ lên bề mặt wafer hoặc đế mịn thông qua lực ly tâm. Nếu thiết bị tạo ra rung động bất thường trong quá trình quay, tăng/giảm tốc độ hoặc di chuyển vòi phun (Nozzle), nó có thể gây ra phủ không đều, sai lệch độ dày màng và chất lượng quy trình không ổn định. Do đó, cần xác nhận xem thiết bị có hoạt động ổn định hay không thông qua đo lường tín hiệu động.

Tốc độ quay của máy phủ quay có ảnh hưởng đến độ dày màng không?
Có. Trong quy trình phủ quay, tốc độ quay, thời gian quay, tốc độ sấy khô và đặc tính của dung dịch phủ đều sẽ ảnh hưởng đến độ dày cuối cùng của màng mỏng. Thông thường, sự thay đổi tốc độ quay sẽ làm thay đổi lực ly tâm và trạng thái lan tỏa của chất lỏng. Do đó, nếu các tín hiệu động của thiết bị không ổn định ở các tốc độ quay khác nhau, có thể dẫn đến sự đồng đều của độ dày màng bị giảm.

Rung động thiết bị bất thường sẽ ảnh hưởng đến chất lượng lớp phủ (Coating) như thế nào?
Rung động thiết bị bất thường có thể gây ra phân bố dung dịch phủ không đều, thay đổi độ dày cục bộ, gợn sóng trên bề mặt, các cạnh không đồng đều hoặc quy trình sấy khô không ổn định. Đối với các quy trình phủ hoặc tráng bán dẫn, những vấn đề này có thể tiếp tục ảnh hưởng đến chất lượng của các quy trình phơi sáng, khắc hoặc đóng gói sau này.

VMS-PH xác nhận độ ổn định quy trình của Spin Coater như thế nào?
Máy phân tích chất lượng động lực thiết bị VMS-PH có thể đo tín hiệu động của máy Coating và Nozzle ở các tốc độ khác nhau, đồng thời so sánh những thay đổi rung động của việc tăng/giảm tốc STAGE, hoạt động của thanh trượt Nozzle và các hành động mục tiêu riêng lẻ. Thông qua sự khác biệt tín hiệu ở các điều kiện tốc độ khác nhau, có thể đánh giá xem thiết bị có tồn tại trạng thái không ổn định, mài mòn, lão hóa, hư hỏng hoặc cộng hưởng hay không.

Tại sao phải so sánh tín hiệu động của STAGE ở các tốc độ quy trình khác nhau?
Việc so sánh tín hiệu động của STAGE ở các tốc độ quy trình khác nhau giúp hiểu được liệu thiết bị có xuất hiện thay đổi bất thường khi tăng tốc, giảm tốc và vận hành ổn định hay không. Trong trường hợp này, việc so sánh giữa tốc độ quy trình 80 và 120 cho thấy tín hiệu động Coating ở tốc độ 120 cao hơn tốc độ 80, có thể dùng làm cơ sở cho các tiêu chuẩn thiết bị và đánh giá trạng thái sau này.

Lợi ích của việc triển khai giám sát động Spin Coater là gì?
Sau khi triển khai giám sát động Spin Coater, có thể nắm bắt độ ổn định của STAGE, Nozzle và các hành động then chốt, phát hiện sớm các thay đổi trạng thái vi mô, giảm rủi ro phủ không đều và ngừng máy đột ngột. Thông qua quản lý xu hướng dài hạn, nó cũng hỗ trợ thiết lập cơ chế bảo trì dự đoán cho thiết bị, nâng cao chất lượng quy trình phủ và độ tin cậy của thiết bị.