Nouveau capteur à ultrasons de SensoTech pour les processus de traitement humide des semi-conducteurs

Le nouveau capteur SensoTech permet la surveillance en ligne continue des concentrations chimiques dans les processus humides des semi-conducteurs. (Image : SensoTech GmbH)

Le contrôleur visualise en temps réel les concentrations mesurées en ligne, par exemple de TMAH et H₂O₂, ainsi que la température du processus. (Image : SensoTech GmbH)

Le contrôleur visualise en temps réel les concentrations mesurées en ligne, telles que TMAH et H₂O₂, ainsi que la température du processus. (Image : SensoTech GmbH)

Une nouvelle technologie de capteur mesure directement dans le processus en cours des substances chimiques critiques et aide les fabricants de semi-conducteurs à détecter plus tôt les écarts de processus, à réduire les efforts de laboratoire et à rendre les processus humides plus stables.

Dans la fabrication de semi-conducteurs, des processus humides fiables et contrôlés déterminent le rendement, la qualité et la reproductibilité. Surtout lors d’étapes de processus telles que SC1, SC2 ou BOE (Buffered Oxide Etch), il est essentiel de respecter précisément les concentrations chimiques, car même de petites déviations peuvent influencer négativement les résultats de nettoyage et d’attaque. Avec un nouveau capteur spécialement conçu pour le secteur des semi-conducteurs, SensoTech lance une solution ultrasonique permettant de surveiller ces concentrations directement en ligne et en temps réel.

Mesure en ligne pour les processus de nettoyage et d’attaque critiques

L’attention se porte sur les produits chimiques classiques et modifiés de SC1 et SC2 dans la fabrication de wafers, concrètement NH₄OH / H₂O₂ / H₂O ou HCl / H₂O₂ / H₂O, non seulement dans des solutions standard, mais aussi dans des dilutions spécifiques au processus, des plages de concentration et des recettes adaptées, par exemple avec TMAH. La même chose s’applique à BOE (ou BHF) basé sur HF et NH₄F, où même de petites déviations peuvent influencer la vitesse d’attaque, la sélectivité et la stabilité du processus. Ce nouveau capteur a été conçu précisément pour ces processus humides sensibles chimiquement.

Défi quotidien : surveiller la chimie du processus de manière fiable et économique

La cible principale est constituée des fabricants de semi-conducteurs, des opérateurs de Wet Benches et d’installations de processus humides, ainsi que des ingénieurs processus, équipements, intégration et qualité, qui doivent garantir la stabilité chimique du processus en salle blanche. Leur quotidien est marqué par des fenêtres de processus étroites, une forte pression pour la qualité, un espace limité dans la salle blanche et le besoin de surveiller les compositions chimiques autant que possible sans prélèvements ou manipulations manuelles supplémentaires. Bien que des solutions d’analyse en ligne existent déjà pour ces tâches, elles reposent souvent sur des méthodes de mesure plus complexes et sont donc difficiles à intégrer et à faire fonctionner. C’est précisément ici que le nouveau capteur intervient : au lieu de se fier à des analyses en laboratoire différées ou à une analytique complexe, les informations sur la concentration respective sont disponibles immédiatement dans le processus.

Basé sur l’ultrasons, compensé en température et prêt pour une intégration simple

La solution de SensoTech utilise la durée de parcours ultrasonique ou la vitesse de propagation précise du son dans le milieu comme paramètre central pour déterminer la concentration. Selon le milieu et le processus, ce principe de mesure peut être combiné avec d’autres paramètres tels que la conductivité ou d’autres grandeurs pertinentes pour le processus. Le système rassemble les signaux de mesure disponibles, compense les influences de la température et calcule en temps réel l’information de concentration pertinente. Cela crée une architecture de mesure flexible pour différents processus humides, sans compliquer l’intégration. Le système est entièrement sans entretien, ne nécessite pas de consommables et peut être intégré aux environnements d’automatisation existants via des interfaces standard.

Plus de contrôle sur les processus humides critiques

La nouvelle solution est particulièrement pertinente partout où des concentrations chimiques stables influencent directement la qualité du processus et la disponibilité des équipements. Dans les bains SC1 et SC2, cela concerne le respect fiable des recettes prescrites, tandis que dans les processus BOE, il s’agit également de la gestion précise d’un milieu d’attaque particulièrement sensible. La surveillance continue des concentrations fournit une base de données fiable pour détecter précocement les écarts de processus, évaluer plus précisément la durée de vie des bains et mieux adapter les interventions de maintenance et de gestion des produits chimiques à l’état réel du processus.

Avantages directs pour la production et la gestion des processus

Pour les opérateurs d’installations de processus humides, cela signifie surtout une plus grande sécurité dans la gestion quotidienne du processus. Les profils de concentration deviennent transparents, les fenêtres de processus peuvent être maintenues plus stables et les changements dans l’état du bain peuvent être évalués plus tôt. Cela favorise un fonctionnement reproductible des équipements, réduit les changements de bain inutiles et conservateurs, et améliore la base pour la garantie de qualité, la documentation et l’optimisation continue du processus.