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水分是半导体制造过程中影响较大的污染物之一 —— 准确测量水分、湿度和温度

制造工艺流程
Juhani Lehto
高端产品经理
Published: 三 月 17, 2022
工业测量

半导体制造业流传着一句话:“这不是火箭科学,但比火箭科学难多了!”虽是玩笑话,却从一定程度上反映了事实:半导体制造过程既复杂又耗时,制造周期长达 12 到 20 周。制造半导体所需的初期投资巨大,制造流程需要的设备非常昂贵。在新一轮投资周期开始之前,一个制造周期通常会持续大约六年,并且整个生产过程的利润率相对较低,这意味着只有高产量才能保证盈利。因此,避免生产废品和不良品至关重要。

水是半导体制造过程中影响较大的污染物之一,一些预估表明,不合适的湿度条件造成的损失占收入损失的 25%。为避免产品质量和产量出现问题,在半导体制造过程中必须尤为谨慎地监测湿度和温度水平。维萨拉的高精度测量解决方案适用于制造工艺流程中的关键步骤,响应非常迅速,且能够适应各种环境条件。在本篇文章中,我们将介绍湿度、水分、微量水分相关湿度、露点和霜点等参数。

高科技纳米级半导体制造

对于高科技纳米级半导体制造等超纯应用,在去除灰尘、油脂和其他污染元素等杂质后,可能会残留微量水分。这可能会对产品质量和产量产生负面影响。虽然不可能完全消除流程中的每一个水分子,但我们应该借助准确测量工具很大程度上减少水分含量。

洁净室暖通空调

洁净室暖通空调 (HVAC) 系统通常内置在空气处理装置或风扇过滤装置中。水分可能会污染工艺过程、与工艺过程中的化学品发生反应或导致静电放电 (ESD) 问题。某些情况下需要达到 +/−2% 的相对湿度测量准确度以及 +/−0.25°C 的温度测量准确度。维萨拉变送器非常适合用于控制通风机内部或洁净室墙壁上的空调机。

根据在洁净室中进行的工艺过程,目标湿度和温度可能有所不同。维萨拉的 HUMICAP® 传感器技术在任何环境下的响应都非常迅速,而且准确度高,具有出色的长期稳定性和较长的维护间隔。HUMICAP 传感器基于聚合物薄膜技术,并且在维萨拉自己的洁净室中制造。

工艺管线气体质量

洁净室操作需要高质量的过程气体,监测工艺管线气体中的湿度水平可防止可能导致材料损失的水分污染。目标通常是尽量降低含水率,为此要监测的正确参数是露点。选择传感器时,响应速度快和耐冷凝特性非常重要,因为这二者有助于确保可靠操作,即使在长时间停机后还能实现工艺过程平稳加速。

维萨拉 DRYCAP® 技术采用我们专有的聚合物薄膜技术,该技术可实现高灵敏度、针对各种环境和应用进行灵活优化,即使在恶劣环境下也具有长期稳定性。净化功能可以去除薄膜中不需要的残留物,即使在次优条件下也能确保长期准确度。

维萨拉自动校准功能使用专有设计和算法,可消除环境老化对传感器结构的影响。长期监测传感器性能有助于传感器纠正灵敏度变化,提高长期稳定性,使其使用寿命远远超出传统的传感器,并减少恶劣环境条件对其性能的影响。维萨拉传感器响应速度快,能够在系统发生故障时迅速做出反应以防止材料损失。

压缩空气质量

压缩空气洁净度对于大多数工业设施的洁净室环境至关重要,因此目标多余水分含量非常低:目标露点水平可低于 −80 °C,通常系统会设置多个警报级别,一旦超出此目标水平即发出警报。维萨拉产品在整个测量范围内都经过严格测试和校准,以确保传感器读数高度准确,降低高成本的过度干燥风险。维萨拉湿度传感器单元的响应非常迅速,可以及时发出警报,使客户能够快速识别和解决任何问题。

 

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