Aufrechterhalten der perfekten Umgebung
Bei der Herstellung im Nanomaßstab können selbst geringfügige Unstimmigkeiten zu katastrophalen Ergebnissen führen. Die Umgebungsbedingungen müssen mit äußerster Präzision überwacht und aufrechterhalten werden, da Halbleiterkomponenten wie Chips und Leiterplatten extrem anfällig für Feuchtigkeit sind. Wasser ist sogar die bedeutendste Verunreinigung in der Halbleiterfertigung, wobei Schätzungen darauf hindeuten, dass nicht-optimale Feuchtebedingungen für so viel wie 25 % der Umsatzeinbußen verantwortlich sind.
Übermäßige Feuchte kann zu Korrosion, Kurzschlüssen, schlechter Komponentenqualität und einer höheren Ausfallrate führen. Ein zu niedriger Feuchtewert kann statische Elektrizität verursachen, die die Halbleiteroberflächen beschädigen und den Produktionsertrag erheblich reduzieren kann. Eine genaue Feuchtesteuerung ist daher wesentlich, weshalb zuverlässige Sensoren unverzichtbar sind – eine kluge Investition mit einer Wirkung, die weit über ihre Größe oder Kosten hinausgeht. Hochwertige Sensoren und Messwertgeber stellen sicher, dass sowohl die Geräte als auch die Umgebung im optimalen Bereich für die Halbleiterfertigung bleiben.
Messlösungen für Halbleiterherstellung
Betrachten wir einige Halbleiterherstellungsprozesse, bei denen die Feuchtesteuerung unerlässlich ist, und die Lösungen, die helfen können.
Polieren und Reinigen von Siliziumwafern
Das Polieren und Reinigen von Siliziumwafern ist ein wichtiger Schritt bei der Halbleiterherstellung. Der Prozess erfordert hohe Feuchte und aggressive Chemikalien, die Sensorabweichungen verursachen können, wodurch eine genaue Messung noch schwieriger wird.
Sonden für diese Art von Umgebung müssen sowohl einer hohen Feuchte als auch der Einwirkung aggressiver Chemikalien standhalten. Eine hervorragende Lösung stellt die kompakte Temperatur- und Feuchtesonde HMP9 dar, ein kompaktes Gerät mit sehr schneller Ansprechzeit. Die Sonde ist beständig gegenüber hohen Feuchtewerten und verfügt außerdem über eine Chemikalienreinigungsfunktion zur Sensorreinigung nach der Kontamination. Für Maschinen- oder Werkzeughersteller bietet Vaisala auch modulare Feuchte- und Temperaturprodukte wie das Modul für relative Feuchte und Temperatur HMM170, das in Endprodukte integriert werden kann.
Waferstepper, Beschichtungs- und Entwicklungsmaschinen
Waferstepper, die Siliziumwafer beschichten und entwickeln, sind laserbasiert, sodass selbst kleinste Umgebungsschwankungen die Prozessqualität erheblich beeinträchtigen können. Umgebungsdruck, relative Feuchte und Temperatur beeinflussen alle das optische Verhalten und den Linsenfokus und dies muss in Echtzeit überwacht und kompensiert werden. Bei der Arbeit im Nanomaßstab wird die präzise Messung und Überwachung dieser Parameter noch entscheidender.
Eine hervorragende Lösung für diese Maschinen ist der modulare Vaisala Indigo520, der Druck als optionale Messgröße bietet. Die Feuchte- und Temperatursonde HMP3 ist mit dem Indigo520 kompatibel. Ihr Aufbau ermöglicht einen werkzeuglosen Austausch des Sensors vor Ort, womit sie ideal für Reinraumumgebungen geeignet ist. Für Prozesse, bei denen andere Parameter wie CO2 und Taupunkt überwacht werden müssen, steht eine Reihe anderer Sonden zur Verfügung. Für was Sie sich auch entscheiden, die Sonde kann an einen zentralen Messwertgeber wie den Indigo520 angeschlossen werden. So haben Sie die Flexibilität, die optimale Kombination für Ihren Prozess zu wählen.
Waferzerteilung und Wafer-Prober-Maschinen
Die Waferzerteilung, bei dem einzelne Chips vom Wafer getrennt werden, erfordert eine genaue Feuchtemessung, um sowohl das Produkt als auch die Maschinen zu schützen. Kondensation kann ein Problem darstellen, insbesondere wenn das Zerteilungsband abgezogen wird. Daher muss der Taupunkt sorgfältig überwacht werden. Während der Prüfung werden Chips extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt, um die Leistung integrierter Schaltkreise zu testen. Für dieses Verfahren ist eine präzise Steuerung von Taupunkt und Feuchte notwendig, um Kondensation und Rostbildung in den Testkammern zu verhindern.
Vaisala bietet mehrere kompakte Geräte zur Überwachung und Steuerung dieser Parameter. Es gibt den Miniatur-Taupunktmesswertgeber DMT143, der einen weiten Messbereich von −70 bis +60 °C für Frost- und Taupunkt abdeckt. Eine weitere Option ist der Vaisala Taupunktmesswertgeber DMT152, der für sehr trockene Bedingungen optimiert ist und Frostpunktmessungen bis zu −80 °C mit einer Genauigkeit von ±2 °C bietet. Beide Produkte verfügen über Autokalibrierung und gewährleisten sehr lange Kalibrierintervalle. Sie lassen sich problemlos in jede OEM-Anwendung wie Maschinen zur Halbleiterherstellung oder Testgeräte integrieren.
Gasqualität in Prozessleitung
Die in der Halbleiterherstellung verwendeten Reinräume sind auf hochwertige, nicht-reaktive Prozessgase wie Stickstoff und Argon angewiesen. Die Trockenheit dieser Gase muss unbedingt gewährleistet sein, um die Reinheit der Umgebung aufrechtzuerhalten und eine mögliche Kontamination während sensibler Herstellungsphasen zu vermeiden. Feuchtewerte müssen in der Prozessgasleitung überwacht werden, um ein genaues Messergebnis sicherzustellen. Am besten verwenden Sie polierte Edelstahlrohre für die Rohrleitungen, da dies genaue und verunreinigungsfreie Messwerte gewährleistet.
Vaisala DRYCAP® Sensoren eignen sich ideal zur Überwachung der Gastrockenheit, da sie eine äußerst schnelle Ansprechzeit bieten, kostspieliges Gas sparen und Prozesse in Fehlersituationen schützen. Sie verfügen außerdem über Autokalibrierung für hervorragende Langzeitstabilität. Der Vaisala Taupunktmesswertgeber DMT152 ist eine ausgezeichnete Option für diese Anwendung. Er ermöglicht hochwertige Messungen in Echtzeit. Um eine repräsentative Gasprobe zu gewährleisten, muss der DMT152 direkt im Gasfluss montiert werden. Um Leckagen zu vermeiden, müssen konische Gewinde eingesetzt werden. Vaisala Probenahmezellen bestehen aus poliertem Edelstahl und gewährleisten genaue, hochwertige Messungen.
Die Bedeutung von Feuchtesteuerung
Feuchtesteuerung trägt dazu bei, die Lebensdauer von Halbleiterfertigungsgeräten zu verlängern und die Qualität des Endprodukts aufrechtzuerhalten. Durch den Einsatz hochwertiger Sensoren und Messwertgeber zur Überwachung und Steuerung der Feuchte während des gesamten Produktionsprozesses können Hersteller ihre Betriebsabläufe vor feuchtigkeitsbedingten Problemen schützen, Kosten senken und den Ertrag steigern.
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