Nový ultrazvukový senzor od SensoTech pro polovodičové mokré procesy

Nový senzor SensoTech umožňuje kontinuální inline sledování chemických koncentrací v mokrých procesech polovodičů. (Obrázek: SensoTech GmbH)

Controller zobrazuje inline naměřené koncentrace například TMAH a H₂O₂ a také teplotu procesu v reálném čase. (Obrázek: SensoTech GmbH)

Controller zobrazuje inline měřené koncentrace například TMAH a H₂O₂ a také teplotu procesu v reálném čase. (Obrázek: SensoTech GmbH)

Nová senzorová technologie měří kritické chemikálie přímo v průběhu procesu a pomáhá výrobcům polovodičů dříve odhalit odchylky v procesu, snížit (laboratorní) náklady a stabilizovat mokré procesy.

Ve výrobě polovodičů rozhodují spolehlivé, kontrolované mokré procesy o výtěžnosti, kvalitě a reprodukovatelnosti. Obzvlášť u kroků procesu, jako jsou SC1, SC2 nebo BOE (Buffered Oxide Etch), je třeba přesně dodržovat koncentrace chemikálií, protože i malé odchylky mohou negativně ovlivnit výsledky čištění a leptání. SensoTech uvádí na trh novou ultrazvukovou řešení, speciálně určenou pro oblast polovodičů, která umožňuje tyto koncentrace přímo inline a v reálném čase monitorovat.

Inline měření pro kritické čištění a leptací procesy

V centru pozornosti jsou klasické a modifikované chemikálie SC1 a SC2 ve výrobě waferů, konkrétně NH₄OH / H₂O₂ / H₂O nebo HCl / H₂O₂ / H₂O, nejen v standardních koncentracích, ale také v procesně specifických zředěních, v rozsazích koncentrací a upravených recepturách, například s TMAH. Totéž platí pro BOE (nebo BHF) na bázi HF a NH₄F, u nichž i menší odchylky mohou ovlivnit rychlost leptání, selektivitu a stabilitu procesu. Přesně pro tyto chemicky citlivé mokré procesy byl nový senzor navržen.

Výzva v každodenním provozu: spolehlivé a ekonomické monitorování chemické chemie

Cílovou skupinou jsou především výrobci polovodičů, provozovatelé Wet Benches a mokrých procesních zařízení, stejně jako procesní, zařízení, integrační a kvalitační inženýři, kteří musí zajistit chemickou stabilitu procesu v čistém prostředí. Jejich každodenní práce je ovlivněna úzkými procesními okny, vysokým tlakem na kvalitu, omezeným místem v čisté místnosti a potřebou monitorovat chemické složení co nejvíce bez nutnosti vzorkování nebo manuální manipulace. Ačkoliv již existují inline analytické řešení pro tyto úkoly, často jsou založena na složitějších měřicích metodách a jsou náročná na integraci a provoz. Přesně zde přichází na řadu nový senzor: místo spoléhat na časově opožděné laboratorní analýzy nebo složitou analytiku jsou informace o aktuální koncentraci dostupné přímo v procesu.

Ultrazvukové, teplotně kompenzované a připravené na snadnou integraci

Řešení od SensoTech využívá dobu průchodu ultrazvuku nebo konkrétní rychlost šíření zvuku v médiu jako hlavní měřicí veličinu pro stanovení koncentrace. V závislosti na médiu a procesu lze toto měřicí princip kombinovat s dalšími parametry, jako je vodivost nebo jiné procesně relevantní veličiny. Systém shromažďuje dostupné měřicí signály, kompenzuje vliv teploty a na základě toho vypočítá relevantní informaci o koncentraci v reálném čase. Tím vzniká flexibilní měřicí architektura pro různé mokré procesy, aniž by byla integrace složitá. Systém je plně bezúdržbový, nevyžaduje spotřební materiály a lze jej integrovat do stávajících automatizačních prostředí přes běžné rozhraní.

Větší kontrola nad kritickými mokrými procesy

Zvlášť důležité je toto řešení všude tam, kde stabilní koncentrace chemikálií přímo ovlivňují kvalitu procesu a dostupnost zařízení. U lázní SC1 a SC2 jde o spolehlivé dodržování předpisových receptur, v procesech BOE pak o přesné řízení velmi citlivého leptacího média. Kontinuální sledování koncentrace zde vytváří spolehlivý datový základ pro včasné odhalení odchylek, cílené hodnocení doby provozu lázně a lepší přizpůsobení údržby a řízení chemikálií skutečnému stavu procesu.

Přímý přínos pro výrobu a řízení procesu

Pro provozovatele mokrých procesních zařízení znamená toto řešení především větší jistotu v každodenním řízení procesu. Koncentrace jsou transparentní, okna procesu lze udržovat stabilnější a změny ve stavu lázně lze hodnotit dříve. To podporuje reprodukovatelné provozování zařízení, snižuje zbytečné konzervativní výměny lázní a zlepšuje základy pro zajištění kvality, dokumentaci a průběžnou optimalizaci procesu.