チップ製造のステルスコスト：湿度制御はなぜ重要なのか？

半導体製造において、精度ほど重要なものはない。チップ製造から集積回路の最終組立まで、プロセスの各ステップは高品質で繰り返し可能な結果を得るために正確な測定が必要です。測定が必要な重要なパラメータの1つは湿度です。正確な湿度レベルを維持することは、良好な設備性能と最終製品品質を実現するために重要であるからです。

良好な環境を維持する：

ナノスケール製造を行うと、わずかなばらつきであっても壊滅的な結果を招く可能性がある。チップやプリント基板などの半導体素子は水分の影響を受けやすいため、環境条件は正確な監視とメンテナンスを行う必要があります。実際、水分は半導体製造プロセスにおける汚染物質への影響であり、理想的ではない湿度条件による損失が収入損失に占める割合は25%に達すると予想されている。

湿度が高すぎると、腐食、電気短絡、部品の品質不良、およびより高い故障率を引き起こすことがあります。湿度が低すぎると静電気が蓄積し、半導体表面が破壊され、生産性が著しく低下します。したがって、正確な湿度制御が重要であり、信頼性の高いセンサが不可欠な投資となります。これは規模やコストよりもはるかに大きな影響を与える賢明な投資です。高品質のセンサおよびトランスミッタは、デバイスと環境が半導体製造に必要な適切な範囲内に維持されることを保証する。

半導体製造プロセスにおける測定ソリューション：

湿度管理に重要な半導体製造プロセスと、役立つソリューションを見てみましょう。

シリコンウエハ研磨洗浄：

シリコンウエハの研磨と洗浄は半導体製造プロセスにおける重要なステップである。このプロセスは高湿度と刺激性化学物質に関連しており、センサのドリフトを招き、正確な測定をより困難にする可能性がある。

このような環境に使用されるプローブは、高湿度レベル及び刺激性化学物質曝露に耐える必要がある。良い解決策は、非常に高速な応答時間を持つ小型の温湿度プローブHMP 9である。高湿度レベルに耐えることができ、汚染後のセンサークリーニングにも化学的なクリーニング機能があります。デバイス製造業者の場合、ヴィサラはまた、最終製品に統合できる相対湿度モジュールおよび温度モジュールHMM 170などのモジュール化された温湿度製品を提供する。

ウェーハリソグラフィ、塗布現像機：

シリコンウェハを塗布、現像するウェハリソグラフィはレーザー技術に基づいているため、微小な環境変化であってもプロセス品質に顕著な影響を与える。環境気圧、相対湿度、温度はリソグラフィ効果とレンズフォーカスに影響を与えるため、リアルタイムで監視し、補償する必要があります。ナノスケールプロセスでは、これらのパラメータを正確に測定し、監視することがより重要になります。

これらのデバイスに適した良好なソリューションの1つは、任意の測定パラメータとして気圧を提供するモジュラー型ヴィサラIndigo 520である。温湿度プローブHMP 3はIndigo 520と互換性があり、ツールを必要とせずに現場でセンサを交換できる構造であるため、クリーンルーム環境の理想的な選択肢となっている。CO 2や露点などの他のパラメータを監視する必要があるプロセスフローには、他のモデルのプローブを使用することができます。プローブは、どのように選択しても、Indigo 520などのデータ処理ユニットに接続することができ、特定のプロセスフローに適した組み合わせを柔軟に選択することができます。

ウェハ切断とプローブテーブル：

ウェハ切断プロセスは、製品や装置を保護するために正確な湿度測定を必要とする単一チップをウェハから分離する。凝縮は、特にテープがはがれている場合に問題になる可能性があるので、露点を注意深く監視する必要があります。プローブテスト中にチップが受ける温度変化は、集積回路の性能をテストするために使用されます。このプロセスでは、テスト環境で凝縮や錆が発生しないように、露点と湿度を正確に制御する必要があります。

ヴィサラは、これらのパラメータを監視し制御するためのさまざまなコンパクト製品を提供します。DMT 143小型露点トランスミッタの測定範囲は広く、-70°Cから+60°Cまで、霜点と露点の測定に用いることができる。もう1つのオプションは、超乾燥条件に最適化されたヴィサラ露点変換器DMT 152であり、マイナス80°Cまでの霜点測定値を提供でき、誤差は+/–2°Cである。両製品は自動キャリブレーション機能を備え、非常に長いキャリブレーション間隔を確保し、半導体製造や試験装置などのOEMアプリケーションに統合しやすい。

プロセスラインガス品質：

半導体製造に用いられるクリーンルームは、窒素ガスやアルゴンガスなどの高品質、非反応性プロセスガスに依存する。これらのガスの乾燥性を確保することは、プロセス環境の純度を維持し、敏感な製造段階の潜在的な汚染を回避するために重要である。正確な測定結果を確保するためには、プロセスガスライン内の湿度レベルを監視する必要があります。ラインに研磨ステンレス鋼管を使用することは、正確で汚染のない読み取りを確保するのに役立つためです。

ヴィサラDRYCAP®センサは、非常に速い応答時間を持ち、高価なガスを節約し、故障した場合にプロセスを保護することができるため、ガス乾燥度を監視するのに最適です。また、良好な長期安定性を実現するために自動的に較正することもできます。ビサラ露点変換器DMT 152はこのようなアプリケーションの適切な選択であり、リアルタイムで高品質な測定結果を提供することができる。DMT 152は、代表的なガスサンプルを確実に取得し、漏れを防ぐためにテーパねじを使用するために、ガス流に直接取り付けなければならない。ヴィサラサンプリング室は研磨ステンレス鋼で作られ、正確で高品質な測定を実現することを確保している。

湿度制御の重要性：

湿度制御は半導体製造装置の寿命を延長し、最終製品の品質を維持するのに役立つ。製造プロセス全体にわたって高品質のセンサとトランスミッタを使用して湿度レベルを監視し制御することにより、メーカーは湿度に関連する問題から運営を保護し、コストを削減し、できるだけ生産量を高めることができます。

　
コンパクト温湿度プローブHMP 9（急速に変化する応用環境に適している）：

ヴィサラHUMICAP®温湿度プローブHMP 9は、急速に変化する環境に容易に設置できるように設計されている。これらの環境では、迅速な応答時間、測定性能、化学物質耐性が不可欠である。小型で狭い空間に設置できるため、プローブの直径はわずか5ミリ（0.2インチ）。パイプと実験箱内の取り付けには、パイプ取り付けキットを使用してプローブを取り付けることができます。

インテリジェント湿度・温度プローブHMP 3（交換可能センサを用いた一般的な湿度・温度用途）：

ヴィサラHUMICAP®インテリジェント湿度及び温度プローブHMP 3は、中間湿度及び温度レベルを有する汎用環境用に設計されている。プローブ構造により、現場でツールを使用することなくセンサを交換することができ、工業用HVACシステム、塗装室、クリーンルーム、環境タンク、定期的な再較正では測定の正確性を維持するのに十分でない応用などに適している。