Produzione di semiconduttori e display

Sfondo

La domanda globale di dispositivi con una potenza di calcolo sempre più elevata, riducendo al contempo il consumo energetico e la dissipazione di calore, è il motore principale della moderna industria dei semiconduttori. Per aumentare la densità dei transistor, è necessario ridurne le dimensioni. Si prevede che l'attuale tecnologia a 14nm/7nm sarà sostituita nella produzione commerciale di massa dal nodo a 3nm nel 2022, con l'avvento del processo di litografia EUV (Extreme Ultraviolet). Questi dispositivi contengono più di 100 milioni di transistor per millimetro quadrato e la dimensione effettiva di un singolo transistor si avvicina a quella di molecole contenenti catene di carbonio di pochi atomi. Qualsiasi impurità può avere un effetto negativo sul prodotto finale. Un ambiente di produzione pulito è quindi della massima importanza per evitare guasti durante la produzione.

Problema

I contaminanti molecolari aerodispersi (AMC) rappresentano una sfida importante durante il processo di produzione nell'industria dei semiconduttori. Possono causare interruzioni del processo o addirittura lotti non più utilizzabili. Le fonti di AMC sono diverse, sia esterne che interne. I sistemi di filtrazione dell'aria sono in grado di ridurre gli AMC, ma possono fallire quando si tratta di componenti organici volatili e inorganici.
Il personale che entra in una camera bianca può essere una fonte di contaminazione. Nel processo stesso, droganti, acidi, basi, solventi o sostanze molecolari espulse sono contaminanti che possono compromettere gravemente la qualità del prodotto finale. Le impurità tipiche della fase gassosa che richiedono un monitoraggio costante sono SO₂, NH₃, NO₂, H₂S, PGMEA, PGME, acido acetico, IPA, etanolo, glicole etilenico, THF, TMS, NMP, aromatici e refrigeranti, solo per citarne alcuni.
I metodi analitici convenzionali non sono in grado di fornire risultati in tempi brevi, poiché spesso richiedono un campionamento e una preparazione del campione che richiedono molto tempo prima di poter avviare il processo di analisi vero e proprio. I risultati possono essere disponibili solo dopo ore, troppo tardi per intervenire tempestivamente se il processo è già compromesso. Per evitare costose e lunghe interruzioni dei processi e guasti ai prodotti finali, il monitoraggio continuo in tempo reale dell'aria delle camere bianche è diventato una necessità. Di conseguenza, i metodi analitici per valutare l'aria delle camere bianche richiedono non solo un'elevata specificità per le molecole analizzate, ma anche una sensibilità eccezionalmente elevata.

Soluzione

Lo spettrometro di massa AirSense, fiore all'occhiello di V&F, consente analisi in tempo reale con elevata specificità e altissima sensibilità su un ampio spettro (7-519 amu) di contaminanti. La tecnologia proprietaria si basa sulla spettrometria di massa a reazione ionica (IMR - MS), un metodo in cui le molecole del campione vengono ionizzate mediante trasferimento di carica. Può essere utilizzata per selezionare singole molecole all'interno di una matrice gassosa o per analizzare la composizione della matrice sull'intera gamma di AMC possibili. Una risposta molto rapida alle variazioni di concentrazione nell'intervallo ppb e sub-ppb viene costantemente segnalata dal software e consente di intervenire tempestivamente nel processo esistente. Esempi tipici sono il monitoraggio degli AMC nelle camere bianche, la composizione a livello di utensile e il controllo dei prodotti di degassamento nei FOUP (Front Opening Universal Pods) durante il trasferimento dei wafer.

V&F Clean Room Monitoring Semiconductor and Display Production

Vantaggio

Gli analizzatori multicomponente V&F IMR-MS offrono un elevato grado di automazione e sono dotati di un software di facile utilizzo. Gli analizzatori sono caratterizzati da tempi di risposta rapidi senza condizionamento del gas campione. La loro struttura robusta garantisce un elevato grado di stabilità, tempi di inattività ridotti al minimo e minore manutenzione.

Punti salienti

Soluzione automatizzata indipendente o integrata nel processo
Analisi in più o in un unico punto
Robusto monitoraggio continuo in tempo reale degli AMC 24 ore su 24
Rilevamento simultaneo di un gran numero di AMC
Sensibilità eccezionalmente elevata

Reference clients (excerpt)

Dispositivi adatti

AirSense