Nowy czujnik ultradźwiękowy od SensoTech do procesów mokrych w półprzewodnikach

Nowy czujnik SensoTech umożliwia ciągłe monitorowanie chemicznych stężeń w procesach na mokro w półprzewodnikach. (Obraz: SensoTech GmbH)

Kontroler wizualizuje na bieżąco zmierzone stężenia, na przykład TMAH i H₂O₂, oraz temperaturę procesu. (Zdjęcie: SensoTech GmbH)

Kontroler wizualizuje na żywo stężenia zmierzone inline, na przykład TMAH i H₂O₂, oraz temperaturę procesu. (Zdjęcie: SensoTech GmbH)

Nowa technologia sensorowa mierzy krytyczne chemikalia bezpośrednio w trakcie procesu i wspiera producentów półprzewodników w wykrywaniu odchyleń procesu wcześniej, redukując nakład pracy (laboratoryjnej) i zapewniając bardziej stabilne prowadzenie procesów mokrych.

W produkcji półprzewodników niezawodne, kontrolowane procesy mokre decydują o wydajności, jakości i powtarzalności. Szczególnie w etapach procesu takich jak SC1, SC2 czy BOE (Buffered Oxide Etch) konieczne jest precyzyjne utrzymanie stężeń chemikaliów, ponieważ nawet niewielkie odchylenia mogą negatywnie wpłynąć na wyniki czyszczenia i etowania. Dzięki nowemu, specjalnie przeznaczonemu dla branży półprzewodnikowej sensorowi, SensoTech wprowadza na rynek ultradźwiękowe rozwiązanie, które umożliwia bezpośredni, inline i w czasie rzeczywistym monitoring tych stężeń.

Pomiar inline dla krytycznych procesów czyszczenia i etowania

W centrum uwagi znajdują się klasyczne i zmodyfikowane chemikalia SC1 i SC2 w produkcji wafli, konkretnie NH₄OH / H₂O₂ / H₂O lub HCl / H₂O₂ / H₂O, nie tylko w standardowych mieszankach, ale także w procesowo-specyficznych rozcieńczeniach, zakresach stężeń i dostosowanych recepturach, np. z TMAH. To samo dotyczy BOE (lub BHF) na bazie HF i NH₄F, gdzie nawet niewielkie odchylenia mogą wpłynąć na szybkość etowania, selektywność i stabilność procesu. To właśnie dla tych chemicznie wrażliwych procesów mokrych został opracowany nowy sensor.

Wyzwanie codzienne: niezawodne i ekonomiczne monitorowanie chemii procesu

Grupą docelową są głównie producenci półprzewodników, operatorzy stanowisk Wet Benches i urządzeń do procesów mokrych, a także inżynierowie procesowi, ds. sprzętu, integracji i jakości, którzy muszą zapewnić stabilność chemicznej procesu w czystym pomieszczeniu. Ich codzienność to wąskie okna procesowe, wysokie wymagania jakościowe, ograniczona przestrzeń w czystej strefie oraz konieczność monitorowania składu chemicznego bez konieczności dodatkowego pobierania próbek lub ręcznego obsługiwania. Chociaż istnieją już rozwiązania inline do analizy tych zadań, często opierają się one na bardziej skomplikowanych metodach pomiarowych i są trudne w integracji i obsłudze. Tu właśnie wchodzi nowy sensor: zamiast polegać na opóźnionych analizach laboratoryjnych lub złożonej analizie, informacje o stężeniu są dostępne bezpośrednio w procesie.

Oparty na ultradźwiękach, kompensowany temperaturowo i gotowy do łatwej integracji

Rozwiązanie SensoTech wykorzystuje czas przelotu ultradźwięków lub konkretną prędkość dźwięku w medium jako główną miarę do określenia stężenia. W zależności od medium i procesu, można tę zasadę pomiarową łączyć z innymi parametrami, takimi jak przewodność lub innymi istotnymi wielkościami procesowymi. System łączy dostępne sygnały pomiarowe, kompensuje wpływ temperatury i oblicza na tej podstawie istotne informacje o stężeniu w czasie rzeczywistym. Powstaje elastyczna architektura pomiarowa dla różnych procesów mokrych, bez komplikowania integracji. System jest całkowicie bezobsługowy, nie wymaga materiałów eksploatacyjnych i można go zintegrować z istniejącymi środowiskami automatyzacji za pomocą standardowych interfejsów.

Większa kontrola nad krytycznymi procesami mokrymi

Nowe rozwiązanie jest szczególnie istotne wszędzie tam, gdzie stabilność stężenia chemikaliów decyduje o jakości procesu i dostępności urządzeń. W kąpielach SC1 i SC2 chodzi o niezawodne przestrzeganie ustalonych receptur, natomiast w procesach BOE o precyzyjne prowadzenie szczególnie wrażliwego medium etującego. Ciągły monitoring stężenia zapewnia solidną podstawę danych do wczesnego wykrywania odchyleń procesu, bardziej celowego oceniania czasu działania kąpieli oraz lepszego dostosowania działań serwisowych i zarządzania chemikaliami do aktualnego stanu procesu.

Bezpośrednie korzyści dla produkcji i sterowania procesem

Dla operatorów urządzeń do procesów mokrych oznacza to przede wszystkim większe bezpieczeństwo w codziennym prowadzeniu procesu. Przebieg stężeń staje się przejrzysty, okna procesowe można utrzymać bardziej stabilnie, a zmiany w stanie kąpieli można ocenić wcześniej. To wspiera powtarzalność pracy urządzeń, redukuje niepotrzebne, zbyt konserwatywne wymiany kąpieli i poprawia podstawy do zapewnienia jakości, dokumentacji i ciągłej optymalizacji procesu.