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Cubic Gas Monitoring Lösungen für die Halbleiterfertigung

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Sicherstellung von Umweltluftqualität, Prozessqualität und Produktionssicherheit mit kubischer Hochleistungssensorik

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Die Halbleiterherstellung ist einer der komplexesten und anspruchsvollsten industriellen Prozesse der modernen Welt. Als Grundlage von Technologien, die von Smartphones und Elektrofahrzeugen bis hin zu künstlicher Intelligenz und Cloud Computing reichen, umfasst der Halbleiterherstellungsprozess mehrere Aspekte, die eine äußerst präzise Überwachung, ultra-saubere Umgebungen und eine strenge Kontrolle der Prozessparameter erfordern.

Anforderungen an die Überwachung des Halbleiterherstellungsprozesses
Der Herstellungsprozess beginnt mit der Veredelung von Rohsilizium zu hochreinem Material, das dann zu monokristallinen Ingots geformt und in dünne Wafer geschnitten wird. Diese Prozesse werden in der Regel in Reinräumen durchgeführt, um Verunreinigungen zu vermeiden, die die Qualität der Wafer beeinträchtigen könnten. Tatsächlich werden Reinraumumgebungen in fast allen Phasen der Halbleiterherstellung eingesetzt, wobei die Reinheitsanforderungen je nach Empfindlichkeit der einzelnen Prozessschritte variieren. Die ISO-Norm 14644 bietet Klassifizierungskriterien für Reinräume auf der Grundlage der Konzentration luftgetragener Partikel und damit einen standardisierten Rahmen für die Bewertung und Erhaltung der Luftreinheit in kontrollierten Umgebungen. Daher ist die Überwachung der Umgebungsluftqualität von entscheidender Bedeutung - nicht nur für die Kontrolle von Partikeln, sondern auch für die Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, da schon geringe Abweichungen zu Defekten führen können.
In der nächsten Phase durchlaufen die Wafer eine Reihe von Kernfertigungsschritten wie Oxidation, Fotolithografie, Ätzen, Ionenimplantation, Abscheidung, Metallisierung und chemisch-mechanisches Polieren (CMP), um komplizierte Schaltkreisstrukturen zu bilden. Diese Prozesse sind in hohem Maße von Spezialgasen und Chemikalien abhängig, die mit hoher Präzision zugeführt werden müssen, um gleichbleibende Reaktionen und Materialeigenschaften zu gewährleisten. Daher ist die Überwachung der Prozessqualität für die Aufrechterhaltung stabiler Gaskonzentrationen, Durchflussraten und Druckniveaus von entscheidender Bedeutung.
In der letzten Phase werden die verarbeiteten Wafer in einzelne Chips zerlegt, verpackt und vor der Auslieferung auf Leistung und Zuverlässigkeit geprüft. Bei den Reinigungs-, Versiegelungs- und Verpackungsvorgängen können die Mitarbeiter gefährlichen oder entflammbaren Gasen ausgesetzt sein. Daher hat die Sicherheitsüberwachung höchste Priorität, um Personal und Ausrüstung zu schützen.

Cubic Semiconductor Manufacturing Prozessgassensorik-Lösungen
Mit mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Forschung und Entwicklung von Sensortechnologien bietet Cubic - ein führender Hersteller von Gassensoren und -analysatoren - fortschrittliche Lösungen, die auf die einzigartigen Anforderungen der Halbleiterfertigung in drei Schlüsselbereichen zugeschnitten sind: Luftqualität, Prozessqualität und Sicherheitsüberwachung in der Produktion.
Für die Überwachung der Luftqualität hat Cubic den optischen Online-Partikelzähler entwickelt, der auf einer Lichtstreuungs-Kerntechnologieplattform basiert. Das Gerät verwendet einen Hochleistungslaser in Industriequalität und eine photoelektrische Umwandlungstechnologie, um luftgetragene Partikel in Echtzeit in sechs Bereichen zu erkennen: 0.3μm, 0,5μm, 1,0μm, 2,5μm, 5,0μm und 10,0μm. Dieses Präzisionsniveau ist für die Bewertung der Reinraumleistung gemäß der Norm ISO 14644 unerlässlich und unterstützt die kontinuierliche Überwachung in kritischen Halbleiterproduktionsbereichen. Der optische Online-Partikelzähler verfügt über einen mehrsprachigen 3,5-Zoll-Touchscreen und unterstützt sowohl RS485- als auch MQTT-Protokolle für eine flexible Integration. Darüber hinaus bietet Cubic IAQ-Transmitter auf Basis der NDIR- und MEMS MOX-Technologie für die Echtzeitüberwachung an. Die Produkte unterstützen die kabellose Überwachung, was die Installation flexibel macht und den Bedarf an Verkabelung reduziert. Über einen integrierten Touchscreen können die Anwender die Daten einfach einsehen, Einstellungen vornehmen und die Kalibrierung vor Ort durchführen.
Zur Unterstützung der Prozessqualitätsüberwachung in der Halbleiterfertigung bietet Cubic Spurenfeuchte- und Spurensauerstoffsensoren auf Basis der TDLAS-Technologie an, die sich durch hohe Empfindlichkeit, schnelle Reaktion und Langzeitstabilität auszeichnen. Die Sensoren wurden entwickelt, um extrem niedrige Konzentrationen von Feuchtigkeit und Sauerstoff in hochreinen Gasen wie Stickstoff, Wasserstoff und Argon zu detektieren - unverzichtbar für die Aufrechterhaltung der strengen Reinheitsgrade, die in Prozessen wie Oxidation, Abscheidung und Ätzen erforderlich sind. Die Feuchtigkeitssensoren von Cubic können H₂O-Konzentrationen bis zu 1 ppm detektieren, während die Sauerstoffsensoren Detektionsbereiche bis zu 0,1 ppm bieten, wobei beide eine ausgezeichnete Linearität und minimale Querempfindlichkeit aufweisen. Um eine stabile Versorgung mit kritischen Gasen zu gewährleisten, ergänzt Cubic seine Messlösungen mit Drucksensoren und Massendurchflussreglern, die sich durch ein modulares Design für eine flexible Integration auszeichnen. Die Geräte sind chemisch resistent gegen korrosive Gase und Dämpfe und gewährleisten Langlebigkeit und Zuverlässigkeit in rauen Prozessumgebungen. Die integrierte Lösung gewährleistet eine gleichbleibende Prozessqualität durch Reduzierung der Prozessvariabilität.
Cubic liefert auch robuste Lösungen für die sichere Produktionsüberwachung in der Halbleiterfertigung, wo toxische und reaktive Gase in großem Umfang verwendet werden. Leckagen dieser Gase stellen ein ernsthaftes Risiko für Personal und Anlagen dar, so dass eine frühzeitige Erkennung entscheidend ist. Basierend auf der Zweistrahl-NDIR-Technologie entwickelt Cubic Gassensoren, die speziell für die Überwachung von Wolframhexafluorid (WF₆) und Siliziumtetrafluorid (SiF₄) ausgelegt sind, die häufig beim Ätzen und bei der Dünnschichtabscheidung verwendet werden. Die Lösung bietet hohe Genauigkeit, Langzeitstabilität und zuverlässige Leistung bei kontinuierlichen Überwachungsanwendungen. Durch die Unterstützung sowohl analoger als auch digitaler Kommunikation lässt sich die Sicherheitsüberwachungslösung von Cubic problemlos in die bestehende Produktionsinfrastruktur integrieren und ermöglicht Echtzeitwarnungen und eine effiziente Gefahrenkontrolle.
Mit der Weiterentwicklung der Halbleiterfertigung wird der Bedarf an präzisen, zuverlässigen und integrierten Überwachungslösungen immer wichtiger. Die fortschrittlichen Gassensortechnologien von Cubic - von der Luftqualität über die Prozessqualität bis hin zur Sicherheitsüberwachung - bieten eine umfassende Antwort auf die anspruchsvollsten Herausforderungen der Branche. Mit einem starken Fundament in der Entwicklung von Kernsensoren und kundenorientierten Innovationen ist Cubic ein zuverlässiger Partner für Halbleiterhersteller auf der ganzen Welt und trägt dazu bei, sauberere Umgebungen, stabilere Prozesse und sicherere Produktionslinien in jeder Phase des Produktionslebenszyklus zu ermöglichen.

Für weitere Informationen besuchen Sie bitte https://en.gassensor.com.cn/ oder kontaktieren Sie uns unter [email protected]