半導体およびディスプレイ製造

背景

エネルギー消費と放熱を削減すると同時に、これまで以上に高速な演算能力を持つデバイスに対する世界的な需要は、現代の半導体産業の重要な原動力となっている。トランジスタ密度を高めるためには、トランジスタのサイズを小さくする必要がある。現在の14nm/7nm技術は、EUV（極端紫外線）リソグラフィ・プロセスの登場により、2022年には商業的量産において3nmノードに取って代わられると予想されている。このようなデバイスには、1平方ミリメートル当たり1億個以上のトランジスタが含まれ、1個のトランジスタの実際のサイズは、数原子の炭素鎖を含む分子のサイズに近づいている。不純物が混入すると、最終製品に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、製造中の不具合を避けるためには、クリーンな製造環境が最も重要である。

問題

空気中に浮遊する分子汚染物質（AMC）は、半導体産業における製造工程で大きな課題となる。それらはプロセスの中断や、もはや使用不可能なバッチにつながることさえある。AMCの発生源は、外部と内部の両方で多様です。空気濾過システムは、AMCを減少させることができますが、揮発性有機成分や無機成分に関しては失敗することがあります。
クリーンルームに入る人員は汚染源となりうる。プロセス自体では、ドーパント、酸、塩基、溶媒、または放出された分子物質が、最終製品の品質に深刻な影響を与える汚染物質となります。常時モニタリングが必要な気相中の代表的な不純物には、SO2、NH3、NO2、H2S、PGMEA、PGME、酢酸、IPA、エタノール、エチレングリコール、THF、TMS、NMP、芳香族、冷媒などがあります。
従来の分析法では、実際の分析プロセスを開始する前に、時間のかかるサンプリングとサンプルの前処理を必要とすることが多いため、短時間で結果を得ることはできません。結果が得られるのが数時間後になることもあり、プロセスがすでに影響を受けている場合、タイムリーに介入するには遅すぎる。コストのかかる長時間のプロセス中断や最終製品の不具合を避けるために、クリーンルームの空気の継続的なリアルタイムモニタリングが必要となっている。その結果、クリーンルーム空気を評価するための分析手法には、分析対象分子に対する高い特異性だけでなく、非常に高い感度が要求される。

ソリューション

V&F のフラッグシップである AirSense 質量分析計は、幅広い汚染物質のスペクトル（7～519amu）に対して高い特異性と超高感度でリアルタイム分析を可能にします。この独自技術はイオン分子反応質量分析法（IMR - MS）に基づいており、電荷移動によってサンプル分子をイオン化する方法です。IMR-MSは、ガスマトリックス内の個々の分子を選択したり、AMCの可能な全範囲にわたってマトリックスの組成を分析するために使用できます。ppbからppb未満の濃度変化に対する非常に速い応答は、ソフトウェアによって継続的に報告され、既存プロセスへのタイムリーな介入を可能にします。典型的な例としては、クリーンルーム内のAMCモニタリング、ツールレベルでの組成、ウェハー搬送中のフロントオープニングユニバーサルポッド（FOUP）内のアウトガス生成物の制御などがあります。

V&F Clean Room Monitoring Semiconductor and Display Production

メリット

V&F IMR-MS 多成分分析装置は高度な自動化を提供し、ユーザーフレンドリーなソフトウェアを装備しています。この分析計は、サンプルガスのコンディショニングを必要としない高速応答が特徴です。その堅牢な設計は、高度な安定性、ダウンタイムの最小化、メンテナンスの低減を保証します。

ハイライト

独立型またはプロセス統合型の自動化ソリューション
マルチポイントまたはシングルポイント分析
堅牢なリアルタイムAMC連続モニタリング（24時間体制
多数のAMCを同時検出
非常に高い感度

Reference clients (excerpt)

適切な機器

AirSense