Dans la fabrication des semi-conducteurs, des procédés humides fiables et contrôlés sont déterminants pour le rendement, la qualité et la reproductibilité. En particulier pour des étapes de procédé comme SC1, SC2 ou BOE (Buffered Oxide Etch), les concentrations chimiques doivent être respectées avec précision, car même de faibles écarts peuvent affecter négativement les résultats de nettoyage et de gravure. Avec un nouveau capteur spécialement conçu pour le domaine des semi-conducteurs, SensoTech met désormais sur le marché une solution à ultrasons permettant de surveiller ces concentrations directement en ligne et en temps réel.
L’accent est mis sur les chimies SC1 et SC2 classiques et modifiées dans la fabrication des wafers, à savoir NH₄OH / H₂O₂ / H₂O ou HCl / H₂O₂ / H₂O, non seulement dans des formulations standard, mais aussi dans des dilutions spécifiques au procédé, des plages de concentration et des recettes adaptées, par exemple avec du TMAH. Il en va de même pour le BOE (ou BHF) à base de HF et de NH₄F, où même de faibles écarts peuvent influencer la vitesse de gravure, la sélectivité et la stabilité du procédé. Le nouveau capteur a été conçu précisément pour ces procédés humides chimiquement sensibles.
Le groupe cible comprend avant tout les fabricants de semi-conducteurs, les exploitants de wet benches et d’installations de procédés humides, ainsi que les ingénieurs procédés, équipements, intégration et qualité qui doivent garantir la stabilité chimique des procédés en salle blanche. Leur quotidien est marqué par des fenêtres de procédé étroites, une forte pression sur la qualité, un espace limité dans la cleanroom et la nécessité de surveiller les compositions chimiques autant que possible sans prélèvements supplémentaires ni manipulation manuelle. Il existe certes déjà des solutions d’analyse en ligne pour ces tâches, mais elles reposent souvent sur des méthodes de mesure plus complexes et sont donc exigeantes en matière d’intégration et d’exploitation. C’est précisément là qu’intervient le nouveau capteur : au lieu de s’appuyer sur des analyses de laboratoire différées ou sur une analytique complexe, les informations sur la concentration concernée sont disponibles directement dans le procédé.
Le système regroupe les signaux de mesure disponibles, compense les influences de la température et calcule à partir de ceux-ci, en temps réel, l’information de concentration pertinente. Il en résulte une architecture de mesure flexible pour différents procédés humides, qui ne complique pas l’intégration. Le système est entièrement sans maintenance, ne nécessite aucun consommable et peut être intégré dans des environnements d’automatisation existants via des interfaces courantes.
La solution est particulièrement pertinente là où des concentrations chimiques stables déterminent directement la qualité du procédé et la disponibilité des installations : dans les bains SC1 et SC2, elle aide à respecter de manière fiable les recettes prescrites ; dans les procédés BOE, elle permet le pilotage précis d’un milieu de gravure particulièrement sensible. La surveillance continue de la concentration fournit une base de données fiable pour détecter précocement les écarts de procédé, évaluer plus précisément la durée de vie des bains, et mieux aligner la maintenance et la gestion des produits chimiques sur l’état réel du procédé.
Pour les exploitants d’installations de procédés humides, cela signifie une plus grande sécurité dans la conduite quotidienne du procédé : les évolutions de concentration deviennent transparentes, les fenêtres de procédé sont respectées plus stablement et les changements d’état du bain sont évalués plus tôt. Cela favorise un mode de fonctionnement reproductible des installations, réduit les remplacements de bain inutilement conservateurs et améliore l’assurance qualité, la documentation et l’optimisation continue des procédés.
