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Ãœberwachung der molekularen Ammoniak-Kontamination in der Luft bei der Halbleiterherstellung

- NH₃-Monitor -

Luftgetragene molekulare Verunreinigungen (AMCs) verursachen in der modernen Halbleiterproduktion Probleme mit der Produktqualität, selbst bei extrem niedrigen ppb-Konzentrationen. AMCs wurden erstmals mit der Einführung chemisch verstärkter Resists in den 1990er Jahren zu einem Thema. Ein Defekt trat auf, nachdem die photolytisch initiierten Säuren im Resist durch luftgetragenes Ammoniak neutralisiert wurden (NH₃) aus dem Reinraum. Diese Wechselwirkung ist für Gerätedefekte relevant, da sie die Linienbreite und die Linienstrukturen verschlechtert. Daher wurde die Messung der molekularen Kontamination durch Ammoniak in der Luft in Reinräumen üblich, und die Ionenchromatographie wird seit langem eingesetzt.

Ammoniakverunreinigungen im Reinraum können aus verschiedenen, manchmal unerwarteten Quellen stammen: Außenluftzufuhr, Verdunstung durch Personal oder Leckagen aus der Ausrüstung. Von Zeit zu Zeit kommt es zu zufälligen Ereignissen, die zu einem Anstieg der Ammoniakkonzentration und zu einer Trübung der optischen Oberfläche von Retikeln und Spiegeln führen. Da Ammoniakverunreinigungen von überall herkommen können, ist es jedoch problematisch, die Quelle der Ammoniakverunreinigung schnell zu identifizieren und zu beseitigen, bevor die Produktionserträge beeinträchtigt werden.

Die manuelle Analyse von AMCs bietet keine hohe räumliche Auflösung und kann die Kontaminationserkennung verzögern, was zur Ausbreitung der Kontamination im Reinraum und zu einer Verschlechterung der Ausbeute führen kann.

Um den Ertragsverlust durch molekulare Ammoniakverunreinigungen in der Luft zu minimieren, ist es äußerst wichtig, Analysedaten mit hoher räumlicher Auflösung zu erhalten, damit die Kontaminationsquelle schnell bestimmt und sofortige Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.

Herausforderungen der Qualitätsabteilung von Reinraumanlagen

• Die räumliche Auflösung der Analyse muss erhöht werden, aber die Erhöhung der manuellen Probenentnahme und Analyse ist teuer und zeitaufwändig.
• Die Anforderungen an das Design analytischer Systeme variieren von Fabrik zu Fabrik

In einem Reinraum, in dem die AMC-Analyse manuell durchgeführt wird, kann eine Probenentnahme nur am Punkt [5] in Abbildung 1 zu einer Verzögerung bei der Erkennung von Verunreinigungen und der Ausbreitung von AMC im gesamten Reinraum führen. À¶¾¨ÌåÓýÖ±²¥-Mehrpunkt-Messsystem, bestehend aus einem Linienwähler und einem ´¡²Ñ°ä-Ãœ²ú±ð°ù·É²¹³¦³ó³Ü²Ô²µ²õ²õ²â²õ³Ù±ð³¾ mit mehreren Probenentnahmepunkten [1] [2] [3] [4] [5] in Abbildung 1, ermöglicht eine höhere räumliche Auflösung der Analyse, was zur frühzeitigen Erkennung der AMC-Quelle und schnellen Gegenmaßnahmen führt. Ein solches Mehrpunkt-´¡²Ñ°ä-Ãœ²ú±ð°ù·É²¹³¦³ó³Ü²Ô²µ²õ²õ²â²õ³Ù±ð³¾ kann zur Verbesserung der Produktionsausbeute, der Gerätequalität und der Zuverlässigkeit beitragen.

Abbildung 1 Mehrpunkt-AMC-Ãœberwachung