Warum unterscheiden Halbleiter-Reinräume zwischen Partikel- und AMC-Kontrolle?

Bei der Gestaltung und Abnahme von Halbleiter-Reinräumen hat die Partikelkontrolle in der Regel Priorität. Die vom Partikelzähler gemessenen Daten spiegeln direkt wider, ob die Reinraumqualität dem Standard entspricht. Im realen Betrieb kommt es jedoch manchmal vor, dass die Partikelindikatoren qualifiziert sind, das Produkt aber dennoch Mängel oder Ausbeuteschwankungen aufweist.

Nach Untersuchungen stellt sich häufig heraus, dass das Problem nicht bei Partikeln, sondern bei der molekularen Luftverschmutzung (AMC) liegt. Die beiden Verschmutzungsarten unterscheiden sich in Form, Übertragungsart und Filtermechanismus sowie unterschiedlichen Kontrollmethoden und Nachweismethoden. Wenn sie gemeinsam verwaltet werden, ist es leicht, einen von ihnen zu übersehen. Spezifische Unterschiede finden Sie unter Diskussion des Unterschieds zwischen chemischen Filtern und HEPA-Filtern .

Die beiden Verschmutzungsarten haben unterschiedliche Formen und Auswirkungen

Der wesentliche Unterschied zwischen Partikeln und AMC bestimmt ihre unterschiedlichen Einflussmöglichkeiten auf den Prozess.

Partikel sind in der Luft schwebende feste oder flüssige Partikel mit einer Größe von wenigen Nanometern bis zu mehreren zehn Mikrometern. Seine Auswirkungen sind hauptsächlich physikalischer Natur: Es entstehen Defekte auf der Waferoberfläche, die Belichtung durch die Fotolithographie wird blockiert oder die Gleichmäßigkeit der Filmabscheidung wird beeinträchtigt.

AMC ist ein gasförmiger Schadstoff auf molekularer Ebene, einschließlich saurem Gas, alkalischem Gas, organischem Dampf, Dotierstoff usw. Seine Auswirkungen sind subtiler – es kann die Oberflächeneigenschaften des Materials durch chemische Reaktionen verändern oder es kann auf der Waferoberfläche adsorbiert werden, um einen dünnen Film zu bilden, der nachfolgende Prozesse beeinflusst. Spezifische Quellen und Kategorien finden Sie unter Diskussion darüber , was AMC-Verschmutzung in der Luft bedeutet .

Partikelverunreinigungen können durch Oberflächenreinigung entfernt werden, die Auswirkungen von AMC können jedoch die Materialoberfläche verändert haben. Die beiden haben dabei unterschiedliche Risikofenster und Reaktionsmethoden.

Erkennungsmethoden können nicht gemischt werden

Die Nachweismethoden von Partikeln und AMC sind völlig unterschiedlich und müssen deshalb getrennt verwaltet werden.

Bei der Partikelerkennung wird ein Partikelzähler verwendet, um Luftproben zu nehmen und die Anzahl der Partikel unterschiedlicher Größe zu zählen. Das Testergebnis ist die Partikelkonzentration, üblicherweise in Partikel/Kubikmeter. Die Erkennungsmethode ist relativ ausgereift und kann in Echtzeit lesen.

Für die AMC-Detektion sind Gasprobenentnahmen und -analysen erforderlich. Zu den häufig verwendeten Methoden gehören Laboranalysen nach Anreicherung von Probenahmeröhrchen, Online-Gasanalysatoren, spezifische Gassensoren usw. Das Erkennungsergebnis ist die Konzentration des Zielgases, die Einheit kann ppb oder μg/m³ sein. Die Probenahmemethoden, Analysebedingungen und Nachweisgrenzen verschiedener Gase sind unterschiedlich und müssen auf der Grundlage der betreffenden Komponenten ausgewählt werden. Spezifische Probenahmemethoden finden Sie unter , ob eine Luftprobenahme durchgeführt werden soll, bevor Sie sich für einen chemischen Filter entscheiden . Besprechen Sie

Partikelzähler messen keine AMC und Gasanalysatoren geben keine Partikelwerte wieder. Die beiden Datensätze beantworten jeweils unterschiedliche Fragen und können nicht gegeneinander ausgetauscht werden.

Verschiedene Filtermechanismen

Die Kontrolle von Partikeln und AMC erfordert unterschiedliche Filtergeräte.

Die Partikelkontrolle basiert auf HEPA- oder ULPA-Filtern. Sie fangen Partikel durch Faser- oder Membranmedien ab, wobei die Filtrationseffizienz nach Partikelgröße und Standard gestaffelt ist. Der Schwerpunkt des Systemdesigns liegt auf Luftvolumen, Einströmgeschwindigkeit, Abdichtung und Leckerkennung. Kann referenziert werden Beschreibung des HEPA-Hochleistungsfilters .

Die AMC-Kontrolle basiert auf chemischen Filtern. Sie entfernen gasförmige Schadstoffe durch Adsorption oder Reaktionsmedien. Bei der Auswahl sollten der Zielgastyp, die Konzentration, die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen sowie die mittlere Kapazität im Mittelpunkt stehen. Spezifische Grundsätze finden Sie unter Diskussion darüber , warum chemische Filter entsprechend dem Zielgas ausgewählt werden sollten .

Eine Erhöhung der HEPA-Bewertung führt nicht zu einer Verbesserung der AMC-Verarbeitungsfähigkeiten. Ebenso verringert die Hinzufügung eines chemischen Filterabschnitts nicht die Anforderungen an die Partikelkontrolle. Die beiden Filtertypen übernehmen unterschiedliche Aufgaben im System und müssen separat konfiguriert und übernommen werden.

Verschiedene prozessempfindliche Objekte

Verschiedene Prozessbereiche weisen eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Partikeln und AMC auf und auch der Schwerpunkt der Kontrolle ist unterschiedlich.

Der Fotolithografiebereich ist empfindlich gegenüber alkalischen Gasen (z. B. Ammoniak) und Spuren alkalischer Komponenten können die Leistung des Fotolacks beeinträchtigen. Gleichzeitig gelten auch für Partikel strenge Anforderungen. Das Kontrollsystem muss sowohl die Partikelfiltration als auch die chemische Filtration alkalischer Gase berücksichtigen. Einzelheiten finden Sie unter Diskussion über die Auswahl chemischer Filter für Amingasverunreinigungen .

Geätzte Bereiche und Bereiche mit Filmabscheidung können empfindlich gegenüber sauren Gasen, organischen Dämpfen oder Dotierstoffen sein. Unterschiedliche Prozessschritte erfordern unterschiedliche AMC-Kontrollziele.

Wafertransfer- und Lagerbereiche stellen für Partikel möglicherweise ein größeres Problem dar, aber die Notwendigkeit einer lokalen chemischen Filterung muss auch dann bewertet werden, wenn in der Umgebung AMC-Quellen vorhanden sind. Geräteseitige Anwendungen wie z warum EFU unterstützende chemische Filter benötigt . Als Referenz kann die Diskussion darüber dienen,

Daher kann nicht für den gesamten Reinraum der gleiche Steuerungsstandard festgelegt werden. Die Kontrollziele für Partikel und AMC müssen getrennt nach Prozessbereich festgelegt werden.

Kontrollmittel müssen koordiniert werden

Die AMC-Kontrolle kann nicht durch eine einzelne Maßnahme gelöst werden und erfordert das Zusammenwirken mehrerer Mittel.

Quellcodeverwaltung. Wählen Sie Materialien mit geringer Ausgasung, verbessern Sie Prozesse und verstärken Sie die lokale Absaugung, um die AMC-Erzeugung aus der Quelle zu reduzieren. Dies ist oft wirtschaftlicher als die Terminalabwicklung.

Frischluftbehandlung. Von außen zugeführtes AMC muss im Frischluftbereich verarbeitet werden. MAU ist mit einem chemischen Filterabschnitt ausgestattet, um die in den Reinraum gelangende Belastung zu reduzieren. Einzelheiten finden Sie unter Diskussion darüber, warum MAU den Abschnitt für die chemische Filterung konfigurieren muss .

Umlauffilterung. In Innenräumen freigesetztes AMC kann durch Rückluft oder FFU-Zirkulation gefiltert werden. Bitte beachten Sie die jeweils geltenden Konditionen Diskussion darüber , welche lokalisierten Kontaminationen durch FFU plus chemischem Filter behandelt werden können .

Geräteseitiger Schutz. Empfindliche Geräte erfordern möglicherweise eine unabhängige lokale chemische Filterung, um Freisetzungen innerhalb des Geräts oder externe Eingaben zu bewältigen.

Gleichzeitig muss auch die Partikelkontrolle aufrechterhalten werden. Die Effizienz, Abdichtung und Leckerkennung von terminalem HEPA oder ULPA kann durch die Hinzufügung einer AMC-Steuerung nicht beeinträchtigt werden. Die beiden Arten von Kontrollmaßnahmen müssen gemeinsam konzipiert werden und dürfen sich nicht gegenseitig ersetzen.

Beispiel für eine Projektbeurteilung

Die Partikelzählerdaten einer bestimmten Halbleiterfabrik zeigten, dass die Sauberkeit dem Standard entsprach, bei einem bestimmten Prozess jedoch unbekannte Defekte auf der Oberfläche der Wafer auftraten.

Bei der Fehlerbehebung des Partikelsystems wurden keine Probleme festgestellt. Weitere Tests der Luftbestandteile ergaben Spuren von organischen Dämpfen und alkalischen Gasen, deren Quellen mit Geräten und Prozessmaterialien zusammenhängen. Diese AMC-Komponenten lagern sich auf der Waferoberfläche ab oder reagieren darauf, was zu Defekten führt.

Anpassungsrichtung: Fügen Sie einen chemischen Filterabschnitt für organische Gase und alkalische Gase im Rückluftabschnitt des Reinraums hinzu und verstärken Sie die AMC-Behandlung im Frischluftabschnitt. Das Partikelfiltersystem bleibt unverändert und wird weiterhin auf dem ursprünglichen Standard gehalten. Nach der Anpassung sank die Fehlerrate und der Partikelindex wurde nicht beeinflusst.

Dieser Fall zeigt, dass qualifizierte Partikel nicht bedeuten, dass AMC die Standards erfüllt. Beide müssen separat erkannt und gesteuert werden. involvierend Bei der Auswahl chemischer Filterproduktserien wird empfohlen, dem Lieferanten prozessempfindliche Objekte und Testdaten zur Überprüfung zur Verfügung zu stellen.

Wichtige Punkte für die Auswahl- und Abnahmeprüfung

Über das Halbleiter-Clean-Paket von Aili Industrial

Für die Partikelkontrolle und die AMC-Kontrolle in Halbleiter-Reinräumen müssen die beiden Arten von Anforderungen in der Planungsphase separat bestätigt und anschließend auf Systemebene einheitlich überprüft werden.

Aili Industrial verfügt über unabhängige Fertigungskapazitäten für Filter, Motoren, Lüfter, Steuerungssysteme und Blechverarbeitung und kann Produktreihen für HEPA/ULPA-Filter und chemische Filter anbieten. Bei Projekten, die sowohl Partikel- als auch AMC-Kontrolle umfassen, können der Prozessbereich, sensible Objekte, Erkennungsdaten und Systembedingungen kombiniert werden, um die Überprüfung der Filterabschnittskonfiguration und Arbeitsteilung zu unterstützen. Wenn der Filter mit MAU, FFU, EFU und anderen Geräten kombiniert wird, können Widerstand, Schnittstelle und Wartungsmethoden einheitlich bestätigt werden.

Verwandte Produkte:Produktreihe chemischer Filter、HEPA-Hochleistungsfilter、Chemischer MAU-Kastenfilter . Bei Anfrage wird eine Liste von Partikelkontrollzielen und AMC-Zielen zur Verfügung gestellt, um die geeignete Kombinationslösung zu bestätigen. Die konkrete Konfiguration unterliegt den vom Projekt bestätigten technischen Unterlagen und Testergebnissen.