Nuovo sensore ad ultrasuoni di SensoTech per processi di lavaggio dei semiconduttori

Il nuovo sensore SensoTech consente il monitoraggio continuo inline delle concentrazioni chimiche nei processi di lavaggio dei semiconduttori. (Immagine: SensoTech GmbH)

Il controller visualizza in tempo reale le concentrazioni misurate inline di ad esempio TMAH e H₂O₂, nonché la temperatura del processo. (Immagine: SensoTech GmbH)

Il controller visualizza in tempo reale le concentrazioni misurate inline di ad esempio TMAH e H₂O₂, nonché la temperatura del processo. (Immagine: SensoTech GmbH)

La nuova tecnologia dei sensori misura direttamente nel processo in corso le sostanze chimiche critiche e supporta i produttori di semiconduttori nel riconoscere prima le deviazioni di processo, ridurre gli sforzi di laboratorio e mantenere più stabile il funzionamento dei processi a umido.

Nel settore della produzione di semiconduttori, processi a umido affidabili e controllati determinano il rendimento, la qualità e la riproducibilità. Soprattutto in fasi di processo come SC1, SC2 o BOE (Buffered Oxide Etch), le concentrazioni chimiche devono essere mantenute con precisione, poiché anche piccole deviazioni possono influenzare negativamente i risultati di pulizia e incisione. Con un nuovo sensore, appositamente progettato per il settore dei semiconduttori, SensoTech introduce una soluzione ad ultrasuoni che permette di monitorare direttamente inline e in tempo reale queste concentrazioni.

Misurazione inline per processi critici di pulizia e incisione

Al centro dell’attenzione ci sono le chimiche classiche e modificate di SC1 e SC2 nella produzione di wafer, in particolare NH₄OH / H₂O₂ / H₂O o HCl / H₂O₂ / H₂O, non solo in soluzioni standard ma anche in diluizioni specifiche di processo, finestre di concentrazione e formulazioni personalizzate, ad esempio con TMAH. Lo stesso vale per BOE (o BHF) a base di HF e NH₄F, dove anche piccole deviazioni possono influenzare la velocità di incisione, la selettività e la stabilità del processo. Proprio per questi processi a umido sensibili alla chimica è stato progettato il nuovo sensore.

Una sfida quotidiana: monitorare in modo affidabile ed economico la chimica di processo

Il target principale sono i produttori di semiconduttori, gli operatori di Wet Benches e impianti di processo a umido, nonché ingegneri di processo, attrezzature, integrazione e qualità, che devono garantire la stabilità chimica nel cleanroom. La loro quotidianità è caratterizzata da finestre di processo strette, alta pressione sulla qualità, spazio limitato nel cleanroom e la necessità di monitorare le composizioni chimiche senza campionamenti aggiuntivi o manipolazioni manuali. Sebbene esistano già soluzioni di analisi inline per questi compiti, spesso si basano su metodi di misurazione più complessi e sono impegnative da integrare e gestire. È proprio qui che interviene il nuovo sensore: invece di affidarsi ad analisi di laboratorio temporizzate o analisi complesse, le informazioni sulla concentrazione sono immediatamente disponibili nel processo.

Basato su ultrasuoni, compensato per la temperatura e pronto per un'integrazione semplice

La soluzione di SensoTech utilizza il tempo di transito degli ultrasuoni o la velocità del suono nel mezzo come parametro centrale per determinare la concentrazione. A seconda del mezzo e del processo, questo principio di misurazione può essere combinato con altri parametri come la conducibilità o altre grandezze rilevanti per il processo. Il sistema aggrega i segnali di misura disponibili, compensa gli effetti della temperatura e calcola in tempo reale le informazioni di concentrazione rilevanti. Si crea così un’architettura di misurazione flessibile per diversi processi a umido, senza complicare l’integrazione. Il sistema è completamente a manutenzione zero, privo di materiali di consumo e può essere integrato nelle configurazioni di automazione esistenti tramite interfacce standard.

Più controllo sui processi a umido critici

Particolarmente rilevante è la nuova soluzione ovunque siano decisive concentrazioni chimiche stabili, direttamente legate alla qualità del processo e alla disponibilità degli impianti. Nei bagni SC1 e SC2, ciò riguarda il rispetto affidabile delle formulazioni predefinite, mentre nei processi BOE si tratta anche di una gestione precisa di un mezzo di incisione particolarmente sensibile. Il monitoraggio continuo delle concentrazioni crea una base dati affidabile per individuare tempestivamente deviazioni di processo, valutare in modo più mirato i tempi di mantenimento del bagno e adattare meglio gli interventi di manutenzione e gestione delle sostanze chimiche allo stato reale del processo.

Vantaggi diretti per la produzione e la gestione del processo

Per gli operatori di impianti a umido, ciò significa soprattutto maggiore sicurezza nella gestione quotidiana del processo. Le variazioni di concentrazione diventano trasparenti, le finestre di processo più facilmente rispettate e le variazioni dello stato del bagno valutate in anticipo. Ciò supporta un funzionamento riproducibile degli impianti, riduce i cambi di bagno eccessivamente conservativi e migliora le basi per il controllo qualità, la documentazione e l’ottimizzazione continua del processo.