Основні переваги використання датчиків навколишнього середовища в напівпровідниковому виробництві

Застосування передавачів у напівпровідниковій техніці

a) Контроль клімату в чистих приміщеннях

Чисті приміщення на напівпровідникових заводах зазвичай працюють за суворими стандартами ISO класу 5-7, де навіть незначні коливання температури або вологості можуть порушити критичні процеси. Датчики температури та вологості слугують основою клімат-контролю, надаючи дані в режимі реального часу до систем керування будівлею (BMS) або систем опалення, вентиляції та кондиціонування повітря (HVAC). Це дає змогу автоматично регулювати роботу вентиляційних установок, зволожувачів і осушувачів повітря для підтримання стабільних умов.

Підтримання чистоти в приміщенні при температурі приблизно 21-23°C і відносній вологості 40-55% має вирішальне значення з кількох причин:

Запобігання утворенню конденсату на пластинах та інструментах, що може призвести до короткого замикання або корозії

Мінімізація електростатичного розряду (ESD), який може пошкодити чутливі мікроелектронні компоненти

Забезпечення стабільності розмірів фотомасок і підкладок, які є дуже чутливими до розширення або стиснення, спричиненого вологістю

Високоточні датчики допомагають підтримувати ці вузькі екологічні вікна, забезпечуючи дотримання вимог до чистоти приміщень і знижуючи ризики у високочутливих виробничих зонах.

б) Кімнати для фотолітографії

Фотолітографія - один з найбільш екологічно чутливих етапів виробництва напівпровідників. Під час цього процесу пластини покриваються світлочутливим резистом, піддаються впливу ультрафіолетового світла і формують складні схеми. Навіть незначні коливання навколишнього середовища можуть призвести до критичних дефектів.

Тут датчики температури та вологості відіграють життєво важливу роль, забезпечуючи точний контроль:

Рівномірність покриття резисту, де коливання вологості можуть впливати на товщину резисту

Точність шаблону, оскільки відхилення температури навіть на ±0,5°C може призвести до помилок накладання або зсуву вирівнювання

Стабільність фокусування, необхідна для інструментів експонування з високою роздільною здатністю

Безперервно відстежуючи та коригуючи умови навколишнього середовища, передавачі забезпечують:

Послідовний контроль критичних розмірів (КР)

Підвищена повторюваність процесу

Менша кількість переробок або відбраковування пластин

Коротше кажучи, ці датчики є ключем до захисту якості фотолітографії та максимізації пропускної здатності.

в) Камери травлення та осадження

Процеси травлення та осадження, такі як плазмове травлення, хімічне осадження з газової фази (CVD) та фізичне осадження з газової фази (PVD), зазвичай проводяться в герметичних камерах у вакуумі або контрольованій газовій атмосфері. Однак навколишнє середовище в приміщенні все ще відіграє важливу роль.

Температура і вологість навколишнього середовища можуть:

Впливають на температуру компонентів камери, що може впливати на швидкість осадження або стабільність плазми

Впливає на надійність обладнання, оскільки високий рівень вологості може спричинити утворення конденсату в клапанах або датчиках

Перешкоджають операціям блокування навантаження, коли пластини переміщуються між вакуумом і атмосферою

Встановлення передавачів на прилеглій території дозволяє інженерам:

Виявляйте ранні ознаки нестабільності, такі як дрейф температури або стрибки вологості

Оптимізуйте профілактичне обслуговування, зменшуючи час простою, спричинений несправностями, пов'язаними з навколишнім середовищем

Підтримуйте однорідність камери, опосередковано покращуючи вихід і однорідність процесу

Таким чином, ці датчики слугують додатковим рівнем захисту навколишнього середовища, навіть у контрольованих камерах.

г) Сховище матеріалів та хімічні приміщення

Багато хімічних речовин і сировини, що використовуються в напівпровідникових процесах - такі як фоторезисти, проявники, розчинники та спеціальні гази - є гігроскопічними, чутливими до температури або мають і ті, і інші властивості. Неналежні умови зберігання можуть погіршити хімічну цілісність, впливаючи на продуктивність або безпеку.

Датчики температури та вологості необхідні в цих областях:

Контролюйте критичні параметри зберігання 24/7

Надсилайте сповіщення або запускайте тривоги, коли умови навколишнього середовища відхиляються від безпечних діапазонів

Забезпечити дотримання рекомендованих виробником умов зберігання підкарантинних матеріалів

Наприклад, фоторезисти зазвичай вимагають прохолодного, сухого зберігання, щоб уникнути передчасної деградації. Аналогічно, спеціальні гази повинні зберігатися при стабільній температурі для підтримки чистоти і контролю тиску. Точні датчики допомагають об'єктам захистити цінні запаси і зменшити кількість відходів, що виникають через неналежне зберігання.

Переваги використання датчиків температури та вологості

a) Моніторинг у реальному часі та зворотній зв'язок

Датчики безперервно передають дані до центральної системи управління, що дозволяє здійснювати моніторинг у реальному часі. Це дозволяє негайно вносити корективи, запобігаючи впливу відхилень на виробництво.

б) Підвищення врожайності та якості

Підтримуючи суворі умови навколишнього середовища, ці датчики безпосередньо сприяють зменшенню дефектів пластин, підвищенню точності літографії та мінімізації простоїв, що призводить до підвищення продуктивності.

в) Зменшення часу простою обладнання

Екологічні датчики також допомагають виявити тенденції або аномалії, які можуть вказувати на проблеми з обладнанням. Завдяки ранньому виявленню екологічних аномалій підприємства можуть уникнути дорогого пошкодження обладнання та незапланованих простоїв.

г) Відповідність галузевим стандартам

Напівпровідникові заводи повинні відповідати суворим стандартам ISO та SEMI. Датчики температури та вологості підтримують відповідність стандартам шляхом ведення записів і підтвердження контролю навколишнього середовища для аудитів і сертифікацій.

e) Реєстрація та відстеження даних

Сучасні датчики можуть інтегруватися з системами реєстрації даних для історичного аналізу та відстеження. Це важливо для аналізу першопричин у разі виникнення проблем з продуктом і підтримки постійного вдосконалення.

Вибір правильного передавача для напівпровідникових середовищ

При виборі датчиків температури і вологості для напівпровідникових об'єктів враховуйте наступні особливості:

–Висока точність: Обирайте моделі з відносною вологістю щонайменше ±1% і температурою ±0,2°C, щоб забезпечити точний контроль у таких чутливих процесах, як літографія та травлення.

–Швидка реакція: Швидке виявлення змін у навколишньому середовищі допомагає запобігти дефектам і зберегти врожайність.

–Довгострокова стабільність: Низький дрейф датчика зменшує потребу в повторному калібруванні, що ідеально підходить для безперервної роботи.

–Надійна конструкція: Пристрої повинні бути стійкими до хімічних чистячих засобів та електромагнітних випромінювань, поширених у чистих приміщеннях.

–Гнучкі виходи: Підтримка як аналогових, так і цифрових сигналів дозволяє легко інтегруватися з системами BMS, SCADA та HVAC.

–Просте калібрування: Калібрування на місці або віддалене калібрування забезпечує довгострокову точність з мінімальним часом простою.

Ці функції допомагають забезпечити надійний, високоякісний моніторинг, пристосований до вимогливих потреб напівпровідникових середовищ.