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Mesure de concentration
dans l’industrie
des semi-conducteurs

Mesure de concentration en ligne pour les procédés humides des semi-conducteurs :

LiquiSonic® surveille en temps réel les concentrations chimiques dans les procédés SC1, SC2, BOE/BHF, de nettoyage et de gravure.

Jusqu’à ±0,02 % en poids

Mesure en temps réel

Sans maintenance

Économique

Mesure de concentration en ligne pour SC1, SC2, BOE/BHF et le nettoyage des wafers

Dans la fabrication de wafers, les concentrations chimiques dans les bains de nettoyage et de gravure doivent être respectées avec précision. LiquiSonic® permet la surveillance continue en ligne de procédés humides tels que SC1, SC2, SPM, DHF, BOE/BHF et les procédés de développement à base de TMAH - sans analyse de laboratoire différée et sans consommables.

Défis

Dans la fabrication des semi-conducteurs, le rapport exact des concentrations chimiques est déterminant, mais les analyses de laboratoire classiques fournissent souvent les résultats trop tard. Avec LiquiSonic® SensoTech permet une surveillance fiable en temps réel qui s’intègre facilement dans les procédés existants. Le système fournit des données de mesure précises sans maintenance et améliore ainsi la sécurité et l’efficacité des procédés.

Défis

  • Concentrations chimiques hors de la plage cible
  • Analyses de laboratoire chronophages
  • Aucune information immédiate et fiable sur la composition chimique

Solution

  • Surveillance claire avec LiquiSonic®

  • Affichage immédiat de la concentration chimique
  • Intégration transparente dans les systèmes existants
  • Sans maintenance et sans consommables

Avantages

  • Résultats de mesure traçables et fiables
  • Résultats de mesure en temps réel
  • Capteurs entièrement sans maintenance et matériaux résistants aux produits chimiques
  • Intégration facile dans des systèmes de toute taille et configuration

Notre solution : le système LiquiSonic® Système de mesure

Surveiller la concentration en temps réel

LiquiSonic® combine une technologie ultrasonique moderne à une mesure compensée en température afin de fournir des résultats précis pour les mélanges chimiques critiques dans la fabrication des semi-conducteurs. La surveillance en temps réel garantit une qualité de produit stable, réduit les écarts et fournit des données pour l’optimisation des procédés. Cela réduit les coûts d’exploitation et la consommation de produits chimiques, tout en augmentant la sécurité et l’efficacité des procédés.

  • Garantir la qualité : La surveillance en temps réel garantit des résultats précis sans écarts.
  • Réduire les coûts : Des procédés optimisés pour une fiabilité maximale et une consommation réduite.
  • Améliorer l’efficacité : Une qualité de produit supérieure avec des coûts d’exploitation réduits.

Détails techniques et spécifications

Principe de mesure par ultrasons

La vitesse du son dans les liquides est directement liée à la concentration des substances dissoutes. Des mesures temporelles de haute précision permettent une détermination exacte de la concentration.

Intégration de la conductivité

Dans les systèmes à trois composants, la conductivité est utilisée comme second paramètre physique afin de déterminer clairement les deux concentrations.

Compensation de température

Deux capteurs PT1000 intégrés dans la cellule de mesure assurent une compensation automatique de la température et donc des valeurs de mesure précises dans toutes les conditions. Grâce à la détection directe de la température du procédé, la vitesse du son est corrigée en temps réel, ce qui améliore la stabilité et la précision même en cas de fluctuations.

Avantages économiques

La mesure de concentration en temps réel améliore la qualité, l’efficacité et la fiabilité, tout en réduisant simultanément les coûts et la consommation de ressources :

  • Réduction des coûts d’exploitation grâce à une consommation réduite de produits chimiques et à moins d’analyses de laboratoire
  • Moins de rebuts et de retouches, car les écarts peuvent être détectés et corrigés immédiatement
  • Qualité de produit stable garantit la compétitivité et réduit les réclamations
  • Procédés plus efficaces grâce à des données en temps réel au lieu de mesures de laboratoire différées
  • Disponibilité accrue des installations grâce à une instrumentation sans maintenance et sans consommables
  • Optimisation des procédés grâce à des données précises conduit à une amélioration continue et à une meilleure utilisation des ressources
  • Retour sur investissement rapide grâce aux économies sur les coûts énergétiques et d’exploitation

Spécifications techniques

Précision de mesure

Jusqu’à ±0,02 % en poids

Plage de température

5 °C à 90 °C

Plage de pression

Jusqu’à 60 °C : 4 bar
Jusqu’à 90 °C : 2 bar

Matériau et revêtement

PFA

Transmission numérique

Jusqu’à 1 000 m (plus sur demande)

Interfaces

4-20 mA, Profibus, Ethernet, Modbus, bus de terrain, ...

Indice de protection

IP65

Étalonnage

Étalonnage unique en usine

Maintenance

Entièrement sans maintenance

Exemples d’application

Étapes typiques du procédé chimique et nos solutions de procédé pour les procédés de nettoyage et de gravure ainsi que pour les procédés spéciaux de gravure et de développement :


SC-1 (APM)

NH4OH/H2O2

SC-2 (HPM)

HCI/H2O2

SPM (Piranha)

H2SO4/H2O2

Élimination de l’oxyde (DHF)

HF

Élimination de l’oxyde (BOE/BHF)

HF/NH4F

Gravure du Si₃N₄

H3PO4

Gravure isotrope du silicium

HF/HNO3

Gravure anisotrope du silicium (MEMS)

KOH/Si

TMAH/Si

Développement de la résine photosensible

TMAH

Acide nitrique / acide acétique

HNO3/CH3COOH

HF / HCl

HF/HCl


Success stories et références :

Vous pouvez obtenir des études de cas détaillées et des références clients auprès de notre équipe commerciale. Contactez-nous pour des exemples d’applications spécifiques à votre secteur.

Les principaux avantages en un coup d’œil


Qualité constante

La surveillance en temps réel empêche les écarts et garantit une qualité de produit constante.

Réduction des coûts

Moins de consommation de produits chimiques et des coûts d’exploitation réduits grâce à des processus optimisés.

Efficacité maximale

Les données en temps réel permettent des décisions plus rapides et des processus optimisés.

Sans maintenance

Les capteurs sont résistants aux produits chimiques et ne nécessitent aucun consommable.


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Détails

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Questions fréquemment posées

Qu’est-ce qui distingue LiquiSonic des techniques de mesure conventionnelles ?

Contrairement aux procédés optiques, influencés par la couleur ou la turbidité, aux procédés basés sur la conductivité, sensibles à la conductivité électrique, ou aux procédés basés sur la densité, pouvant être perturbés par la température ou les bulles de gaz, notre procédé à ultrasons est indépendant de ces influences.

La technique de mesure LiquiSonic® ne contient en outre ni pièces mobiles ni composants susceptibles de s’user ou d’être consommés. Après l’installation, le système de mesure est donc entièrement sans maintenance et sans dérive.

Les capteurs offrent une transmission numérique du signal jusqu’à 1000 m et permettent une mesure inline continue sans prélèvement d’échantillon.

Quelle est la précision des mesures de concentration dans l’industrie des semi-conducteurs ?

Notre système utilise la mesure du temps de propagation des ultrasons pour déterminer la vitesse du son dans les liquides. Cette vitesse du son est directement corrélée à la concentration chimique et permet précisions de mesure allant jusqu’à ±0,02 % en poids pour l’industrie des semi-conducteurs. La compensation de température intégrée garantit des résultats stables même en cas de conditions de process fluctuantes.

À quelle vitesse LiquiSonic fournit-il des résultats de mesure ?

Le système fournit des résultats en temps réel. Il effectue plus de 30 mesures par seconde. Sur la base de ces mesures, vous recevez une valeur de mesure actualisée chaque seconde. Ce temps de réponse rapide permet un contrôle efficace des processus et une détection précoce des écarts.

Quels procédés humides de la fabrication des semi-conducteurs peuvent être surveillés avec LiquiSonic® ?

LiquiSonic® peut être utilisé pour la mesure en ligne de concentration dans différents procédés humides chimiques de semi-conducteurs, par exemple dans des procédés à base de SC1/APM, SC2/HPM, SPM/Piranha, DHF, BOE/BHF, TMAH de développement ainsi que dans certains procédés de gravure avec HF, H₃PO₄, KOH ou HNO₃. La configuration concrète dépend du fluide, de la plage de concentration, de la température, de la pression et de la conception du procédé.

LiquiSonic® peut-il surveiller en ligne les bains SC1 et SC2 ?

Oui, LiquiSonic® permet la surveillance continue des concentrations chimiques dans les procédés SC1 et SC2 directement pendant le procédé en cours. Ainsi, les écarts de concentration sont détectés tôt, ce qui permet de mieux respecter les formulations et de mieux contrôler les procédés de nettoyage.

LiquiSonic® convient-il aux procédés BOE et BHF ?

Oui, les procédés BOE et BHF à base de HF et NH₄F peuvent être surveillés en ligne avec LiquiSonic® . En particulier dans les procédés de gravure sensibles, la mesure continue de la concentration aide à maintenir des fenêtres de procédé stables et à détecter les variations à un stade précoce.

LiquiSonic® peut-il être intégré dans des wet benches et des installations de procédés humides ?

Oui, LiquiSonic® peut être intégré dans des installations de procédés humides existantes, des wet benches ou des systèmes d’alimentation. Le raccordement s’effectue, selon la configuration de l’installation, via des raccords de procédé appropriés et des interfaces industrielles telles que 4–20 mA, Profibus, Ethernet, Modbus ou bus de terrain.

Quelles conditions de procédé peuvent être couvertes ?

Nos capteurs pour semi-conducteurs fonctionnent de manière fiable dans une plage de température de 5 °C à 60 °C et à des pressions allant jusqu’à 4 bars.

Plusieurs composants peuvent-ils être surveillés simultanément ?

Oui, en combinant la mesure de la vitesse du son avec des grandeurs physiques supplémentaires (par ex. la conductivité), il est possible de déterminer plusieurs composants simultanément. Cela permet également de surveiller d’autres additifs dans la fabrication des semi-conducteurs.

Quelle maintenance est nécessaire pour garantir des résultats de mesure fiables ?

Le système de mesure pour semi-conducteurs est entièrement sans maintenance. Il n'y a pas de pièces d'usure mécaniques, de joints ou de fenêtres optiques qui pourraient être attaquées. Un étalonnage régulier n'est pas nécessaire - les capteurs LiquiSonic® restent stables pendant des années.

Comment s’effectue l’intégration dans les systèmes d’automatisation existants ?

Le système offre différentes interfaces numériques (par ex. Profibus, Ethernet / IP, Foundation Fieldbus) ainsi que des sorties analogiques 4-20 mA. L’intégration s’effectue sans difficulté via des protocoles standardisés.

Comment fonctionne la compensation de température lors de la mesure de concentration ?

La vitesse du son dans un liquide dépend de la température. LiquiSonic® mesure donc, en plus de la vitesse du son, la température du procédé et compense automatiquement les effets de la température. Cela signifie que les valeurs de concentration restent stables et fiables même en cas de variations de température.

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