Fabrico de semicondutores e ecrãs

Antecedentes

A procura global de dispositivos com uma capacidade de computação cada vez mais rápida, reduzindo simultaneamente o consumo de energia e a dissipação de calor, é o principal motor da indústria moderna de semicondutores. Para aumentar a densidade dos transístores, é necessário reduzir a sua dimensão. Prevê-se que a atual tecnologia de 14nm/7nm seja substituída na produção comercial em massa pelo nó de 3nm em 2022, com o advento do processo de litografia EUV (Extreme Ultraviolet). Estes dispositivos contêm mais de 100 milhões de transístores por milímetro quadrado, e a dimensão real de um único transístor aproxima-se da das moléculas que contêm cadeias de carbono de alguns átomos. Qualquer impureza pode ter um efeito prejudicial no produto final. Um ambiente de produção limpo é, por conseguinte, da maior importância para evitar falhas durante o fabrico.

Problema

Os contaminantes moleculares transportados pelo ar (AMCs) representam um grande desafio durante o processo de produção na indústria de semicondutores. Podem levar a interrupções no processo ou mesmo a lotes que já não são utilizáveis. A fonte de AMCs é diversa, tanto externa como internamente. Os sistemas de filtragem de ar são capazes de reduzir os AMCs, mas podem falhar quando se trata de componentes orgânicos e inorgânicos voláteis.
O pessoal que entra numa sala limpa pode ser uma fonte de contaminação. No próprio processo, os dopantes, ácidos, bases, solventes ou substâncias moleculares ejectadas são contaminantes que podem afetar gravemente a qualidade do produto final. As impurezas típicas na fase gasosa que requerem uma monitorização constante são _SO2, _NH3, _NO2, _H2S, PGMEA, PGME, ácido acético, IPA, etanol, etilenoglicol, THF, TMS, NMP, aromáticos e refrigerantes, para citar apenas alguns.
Os métodos analíticos convencionais não podem fornecer resultados num curto espaço de tempo, uma vez que requerem frequentemente uma amostragem e preparação de amostras morosas antes de se poder iniciar o processo de análise propriamente dito. Os resultados podem estar disponíveis apenas após horas, demasiado tarde para uma intervenção atempada se um processo já estiver afetado. Para evitar interrupções longas e dispendiosas do processo e falhas no produto final, a monitorização contínua em tempo real do ar das salas limpas tornou-se uma necessidade. Consequentemente, os métodos analíticos para avaliar o ar das salas limpas requerem não só uma elevada especificidade para as moléculas analisadas, mas também uma sensibilidade excecionalmente elevada.

Solução

O principal espetrómetro de massa AirSense da V&F permite análises em tempo real com elevada especificidade e sensibilidade ultra elevada num amplo espetro (7-519 amu) de contaminantes. A tecnologia patenteada baseia-se na espetrometria de massa de reação de moléculas iónicas (IMR - MS), um método em que as moléculas da amostra são ionizadas por transferência de carga. Pode ser utilizada para selecionar moléculas individuais numa matriz gasosa ou para analisar a composição da matriz em toda a gama de AMCs possíveis. Uma resposta muito rápida a alterações de concentração na gama baixa de ppb e sub-ppb é continuamente comunicada pelo software e permite uma intervenção atempada no processo existente. Os exemplos típicos são a monitorização de AMC em salas limpas, a composição ao nível da ferramenta e o controlo de produtos com gases nos módulos universais de abertura frontal (FOUP) durante a transferência de bolachas.

V&F Clean Room Monitoring Semiconductor and Display Production

Vantagem

Os analisadores multicomponentes IMR-MS da V&F oferecem um elevado grau de automatização e estão equipados com software de fácil utilização. Os analisadores caracterizam-se pelo seu rápido tempo de resposta sem condicionamento do gás de amostra. A sua conceção robusta garante um elevado grau de estabilidade, um tempo de inatividade minimizado e menos manutenção.

Destaques

Solução automatizada, independente ou integrada no processo
Análise multiponto ou de ponto único
Monitorização robusta e contínua de AMCs em tempo real, 24 horas por dia
Deteção simultânea de um grande número de AMCs
Sensibilidade excecionalmente elevada

Clientes de referência (excerto)

Dispositivos adequados

AirSense