L'acqua è uno dei contaminanti più significativi nella produzione di semiconduttori: come misurare accuratamente l'umidità e la temperatura

C'è del vero nella battuta che circola nel settore dei semiconduttori: "Non è rocket science, è molto più difficile!" La produzione è un processo lungo e complesso, considerando che un ciclo di fabbricazione può richiedere tra le 12 e le 20 settimane. L'investimento iniziale richiesto per la fabbricazione è enorme e la produzione richiede attrezzature costose. Un ciclo di fabbricazione dura in genere circa sei anni prima che inizi un nuovo ciclo di investimento e l'intera produzione viene eseguita con margini relativamente ridotti, pertanto solo un rendimento elevato può garantire la redditività. È quindi di vitale importanza evitare scarti e rifiuti.

L'acqua è il contaminante più significativo nella produzione di semiconduttori: secondo alcune stime, condizioni di umidità inadeguate rappresentano il 25% del mancato guadagno. Per evitare problemi di qualità e resa del prodotto, i livelli di umidità e temperatura devono essere monitorati con estrema attenzione nella produzione di semiconduttori. Le soluzioni di misura ad alta precisione di Vaisala per le fasi chiave del processo produttivo offrono tempi di risposta rapidi e adattabilità a una vasta gamma di ambienti. In questo post, tratteremo parametri come umidità, presenza di acqua, umidità correlata alla presenza di acqua, punto di rugiada e punto di gelo.

Produzione di semiconduttori altamente tecnologici su scala nanometrica

Per un'applicazione che richiede estrema purezza, quale la produzione di semiconduttori altamente tecnologici su scala nanometrica, tracce di acqua possono rimanere dopo la rimozione di impurità come polvere, grasso e altri elementi inquinanti. Ciò può avere un impatto negativo sulla qualità e sulla resa del prodotto. Sebbene sia impossibile rimuovere completamente ogni singola molecola d'acqua dal processo, l'obiettivo deve essere la riduzione al minimo della presenza di acqua con l'aiuto di misurazioni accurate.

Impianto HVAC per camera bianca

I sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) per camere bianche sono in genere integrati nelle unità di trattamento dell'aria o nelle unità di filtraggio dei ventilatori. L'umidità può contaminare i processi, reagire con le sostanze chimiche di processo o causare problemi con le scariche elettrostatiche (ESD). In alcuni casi, è necessaria una precisione di +/-2% per l'umidità relativa e di +/-0,25 °C per la temperatura. I trasmettitori Vaisala sono ideali per il controllo degli impianti di condizionamento dell'aria, sia nella macchina di ventilazione che nelle pareti della camera bianca.

A seconda del processo in corso nella camera bianca, l'umidità e la temperatura target potrebbero variare. La tecnologia dei sensori HUMICAP® di Vaisala offre un tempo di risposta rapido e una precisione ottimale in qualsiasi ambiente, con un'eccellente stabilità a lungo termine e lunghi intervalli di manutenzione. HUMICAP si basa sulla tecnologia polimerica a film sottile e i sensori sono prodotti nelle camere bianche di Vaisala.

Qualità del gas della linea di processo

Le operazioni in camera bianca richiedono gas di processo di alta qualità, e il monitoraggio dei livelli di umidità nel gas di processo aiuta a prevenire la contaminazione da umidità che può causare perdita di materiali. L'obiettivo è in genere ridurre al minimo l'umidità e il parametro corretto da monitorare a tale fine è il punto di rugiada. Quando si seleziona un sensore, tempi di risposta rapidi e tolleranza alla condensa sono essenziali per garantire operazioni affidabili e un'accelerazione del processo regolare, anche dopo un periodo di inattività prolungato.

La tecnologia DRYCAP® di Vaisala si basa su un'esclusiva tecnologia polimerica a film sottile che offre sensibilità estremamente elevata, ottimizzazione flessibile per una vasta gamma di ambienti e applicazioni, nonché stabilità a lungo termine anche in ambienti difficili. La funzione di spurgo può rimuovere i residui indesiderati dal film sottile, consentendo la precisione a lungo termine anche in condizioni non ottimali.

La funzione di calibrazione automatica di Vaisala, grazie a un design e un algoritmo esclusivi, permette di eliminare gli effetti di invecchiamento ambientale sulle strutture dei sensori. Il monitoraggio delle prestazioni del sensore nel tempo consente di correggere le variazioni di sensibilità e migliorare la stabilità a lungo termine, estendendone la durata ben oltre quella dei sensori convenzionali e riducendo l'effetto delle condizioni ambientali difficili. I sensori Vaisala offrono inoltre un tempo di risposta estremamente rapido che permette una pronta reazione per prevenire la perdita di materiali in caso di guasti del sistema.

Qualità dell'aria compressa

La pulizia ad aria compressa è fondamentale nell'ambiente delle camere bianche per la maggior parte degli stabilimenti industriali e il livello target di umidità in eccesso è molto basso: i livelli di punto di rugiada target possono essere inferiori a -80 °C e in genere i sistemi hanno più livelli di allarme al di sopra di questo livello target. I prodotti Vaisala sono rigorosamente testati e calibrati per l'intero intervallo di misurazione per garantire letture dei sensori altamente accurate e ridurre il rischio di costose essiccazioni eccessive. Il rapido tempo di risposta delle celle del sensore di umidità Vaisala garantisce allarmi tempestivi che consentono di identificare e risolvere rapidamente eventuali problemi.

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