¿Por qué las salas limpias de semiconductores distinguen entre control de partículas y AMC?

En el diseño y aceptación de salas blancas de semiconductores, el control de partículas suele ser una prioridad. Los datos medidos por el contador de partículas reflejan directamente si el grado de sala limpia cumple con el estándar. Sin embargo, en la operación real, a veces nos encontramos con una situación: los indicadores de partículas están calificados, pero el producto aún tiene defectos o fluctuaciones en el rendimiento.

Después de la investigación, a menudo se descubre que el problema no son las partículas, sino la contaminación molecular del aire (AMC). Los dos tipos de contaminación son diferentes en forma, modo de transmisión y mecanismo de filtración, así como diferentes métodos de control y detección. Si se gestionan juntos, es fácil pasar por alto uno de ellos. Para diferencias específicas, consulte Discusión de la diferencia entre filtros químicos y filtros HEPA .

Los dos tipos de contaminación tienen diferentes formas e impactos.

La diferencia esencial entre partículas y AMC determina sus diferentes formas de afectar el proceso.

Las partículas son partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire, cuyo tamaño varía desde unos pocos nanómetros hasta decenas de micrones. Su impacto es principalmente físico: forma defectos en la superficie de la oblea, bloquea la exposición a la fotolitografía o afecta la uniformidad de la deposición de la película.

El AMC es un contaminante gaseoso a nivel molecular, que incluye gas ácido, gas alcalino, vapor orgánico, dopante, etc. Su impacto es más sutil: puede cambiar las propiedades de la superficie del material a través de reacciones químicas o puede adsorberse en la superficie de la oblea para formar una película delgada, afectando los procesos posteriores. Para fuentes y categorías específicas, consulte Discusión de a qué se refiere la contaminación del aire por AMC .

La contaminación por partículas se puede eliminar mediante la limpieza de la superficie, pero los efectos del AMC pueden haber alterado la superficie del material. Los dos tienen diferentes ventanas de riesgo y métodos de respuesta en el proceso.

Los métodos de detección no se pueden mezclar

Los métodos de detección de partículas y AMC son completamente diferentes, lo que es una de las razones por las que deben gestionarse por separado.

La detección de partículas utiliza un contador de partículas para tomar muestras del aire y contar la cantidad de partículas de diferentes tamaños. El resultado de la prueba es la concentración de partículas, generalmente en partículas/metro cúbico. El método de detección es relativamente maduro y puede leerse en tiempo real.

La detección de AMC requiere muestreo y análisis de gas. Los métodos comúnmente utilizados incluyen análisis de laboratorio después del enriquecimiento de los tubos de muestreo, analizadores de gas en línea, sensores de gas específicos, etc. El resultado de la detección es la concentración del gas objetivo y la unidad puede ser ppb o μg/m³. Los métodos de muestreo, las condiciones de análisis y los límites de detección de diferentes gases son diferentes y deben seleccionarse en función de los componentes de interés. Para métodos de muestreo específicos, consulte si se debe realizar un muestreo de aire antes de elegir un filtro químico . Analice

Los contadores de partículas no miden el AMC y los analizadores de gases no reflejan los niveles de partículas. Los dos conjuntos de datos responden a preguntas diferentes respectivamente y no pueden sustituirse entre sí.

Diferentes mecanismos de filtrado

El control de partículas y AMC requiere diferentes equipos de filtración.

El control de partículas se basa en filtros HEPA o ULPA. Interceptan partículas a través de medios de fibra o membrana, con una eficiencia de filtración clasificada según el tamaño y el estándar de las partículas. El diseño del sistema se centra en el volumen de aire, la velocidad frontal, el sellado y la detección de fugas. puede ser referenciado Descripción del filtro HEPA de alta eficiencia .

El control AMC se basa en filtros químicos. Eliminan contaminantes gaseosos mediante adsorción o medios de reacción. La selección debe centrarse en el tipo de gas objetivo, la concentración, las condiciones de temperatura y humedad y la capacidad media. Para conocer principios específicos, consulte Discusión sobre por qué se deben seleccionar filtros químicos según los gases objetivo .

Aumentar la clasificación HEPA no mejora las capacidades de procesamiento de AMC. Asimismo, agregar una sección de filtración química no reduce los requisitos de control de partículas. Los dos tipos de filtros realizan diferentes tareas en el sistema y deben configurarse y aceptarse por separado.

Diferentes objetos sensibles al proceso

Las diferentes áreas de proceso tienen diferentes sensibilidades a las partículas y al AMC, y el enfoque del control también es diferente.

El área de fotolitografía es sensible a los gases alcalinos (como el amoníaco) y trazas de componentes alcalinos pueden afectar el rendimiento del fotorresistente. Al mismo tiempo, también existen requisitos estrictos para las partículas. El esquema de control debe considerar tanto la filtración de partículas como la filtración química de gases alcalinos. Para más detalles, consulte Discusión sobre cómo elegir filtros químicos para la contaminación por gas amina .

Las áreas grabadas y de deposición de películas pueden ser sensibles a gases ácidos, vapores orgánicos o dopantes. Diferentes pasos del proceso requieren diferentes objetivos de control de AMC.

Las áreas de transferencia y almacenamiento de obleas pueden ser motivo de mayor preocupación para las partículas, pero también es necesario evaluar la necesidad de filtración química localizada si hay fuentes de AMC presentes en el área circundante. Aplicaciones del lado del dispositivo como La discusión sobre por qué EFU necesita filtros químicos de apoyo puede usarse como referencia.

Por lo tanto, no se puede establecer el mismo estándar de control para toda la sala blanca. Los objetivos de control para partículas y AMC deben determinarse por separado por área de proceso.

Es necesario coordinar los medios de control.

El control del AMC no puede resolverse con una sola medida y requiere la cooperación de múltiples medios.

Control de fuente. Seleccione materiales con baja desgasificación, mejore los procesos y fortalezca el escape local para reducir la generación de AMC desde la fuente. Esto suele ser más económico que el procesamiento terminal.

Tratamiento de aire fresco. El AMC introducido externamente debe procesarse en la sección de aire fresco. MAU está equipado con una sección de filtración química para reducir la carga que ingresa al área limpia. Para más detalles, consulte Discusión sobre por qué MAU necesita configurar la sección de filtración química .

Filtrado de circulación. El AMC liberado en el interior se puede filtrar mediante aire de retorno o circulación de FFU. Consulte las condiciones específicas aplicables. Discusión sobre qué contaminación localizada se puede tratar con FFU más filtro químico .

Protección del lado del dispositivo. Los dispositivos sensibles pueden requerir filtración química localizada independiente, manejo de liberaciones dentro del dispositivo o entradas externas.

El control de partículas también debe mantenerse simultáneamente. La eficiencia, el sellado y la detección de fugas del terminal HEPA o ULPA no se pueden reducir agregando control AMC. Los dos tipos de medidas de control deben diseñarse conjuntamente en lugar de reemplazarse entre sí.

Ejemplo de juicio de proyecto

Los datos del contador de partículas de una determinada fábrica de semiconductores mostraron que la limpieza era adecuada, pero en un determinado proceso aparecieron defectos desconocidos en la superficie de las obleas.

La solución de problemas del sistema de partículas no encontró problemas. Pruebas adicionales de los componentes del aire revelaron trazas de vapor orgánico y gases alcalinos, cuyas fuentes estaban relacionadas con equipos y materiales de proceso. Estos componentes de AMC se depositan o reaccionan en la superficie de la oblea, provocando defectos.

Dirección de ajuste: agregue una sección de filtración química para gases orgánicos y gases alcalinos en la sección de aire de retorno de la sala limpia y fortalezca el tratamiento AMC en la sección de aire fresco. El sistema de filtración de partículas permanece sin cambios y continúa manteniéndose según los estándares originales. Después del ajuste, la tasa de defectos disminuyó y el índice de partículas no se vio afectado.

Este caso muestra que las partículas calificadas no significan que AMC cumpla con los estándares. Ambos deben detectarse y controlarse por separado. involucrando Al seleccionar una serie de productos de filtros químicos , se recomienda proporcionar objetos sensibles al proceso y datos de prueba al proveedor para su verificación.

Puntos clave para la inspección de selección y aceptación.

Acerca del paquete limpio de semiconductores de Aili Industrial

Para el control de partículas y el control AMC en salas blancas de semiconductores, los dos tipos de requisitos deben confirmarse por separado durante la etapa de planificación y luego verificarse de manera uniforme a nivel del sistema.

Aili Industrial tiene capacidades de fabricación independientes en filtros, motores, ventiladores, sistemas de control y procesamiento de chapa metálica, y puede proporcionar series de productos de filtros químicos y filtros HEPA/ULPA. Para proyectos que involucran control de partículas y AMC, el área de proceso, los objetos sensibles, los datos de detección y las condiciones del sistema se pueden combinar para ayudar a verificar la configuración de la sección del filtro y la división del trabajo. Cuando el filtro se combina con MAU, FFU, EFU y otros equipos, la resistencia, la interfaz y los métodos de mantenimiento se pueden confirmar de manera uniforme.

Productos relacionados:Serie de productos de filtros químicos.、Filtro HEPA de alta eficiencia、Filtro químico de caja MAU . Si realiza alguna consulta, se le proporcionará una lista de objetivos de control de partículas y objetivos de AMC para ayudar a confirmar la solución combinada adecuada. La configuración específica está sujeta a los documentos técnicos y a los resultados de las pruebas confirmados por el proyecto.