Mesure de concentration
dans l’
industrie des semi-conducteurs
dans l’
industrie des semi-conducteurs
Mesure inline de concentration 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 entretien
Économique
Mesure inline de concentration pour SC1, SC2, BOE/BHF et le nettoyage des wafers
Dans la fabrication des wafers, les concentrations chimiques dans les bains de nettoyage et de gravure doivent être respectées avec précision. LiquiSonic® permet la surveillance inline continue 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 ni consommables.
Défis
Dans la fabrication des semi-conducteurs, le rapport exact des concentrations chimiques est décisif, 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 aux processus existants. Le système fournit des données de mesure précises sans maintenance et améliore ainsi la sécurité et l’efficacité des processus.
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 totalement sans maintenance et matériaux résistants aux produits chimiques
-
Intégration simple 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 produit stable, réduit les écarts et met à disposition des données pour l’optimisation des processus. Les coûts d’exploitation et la consommation de produits chimiques diminuent ainsi, tandis que la sécurité des processus et l’efficacité augmentent.
-
Assurer la qualité : La surveillance en temps réel garantit des résultats précis sans écarts.
-
Réduire les coûts : Des processus optimisés pour une fiabilité maximale et une consommation réduite consommation.
-
Augmenter 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 de temps 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, tandis que simultanément les coûts et la consommation de ressources diminuent :
-
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 produit stable assure la compétitivité et réduit les réclamations
-
Processus plus efficaces grâce à des données en temps réel plutôt qu’à des mesures de laboratoire différées
-
Disponibilité accrue des installations grâce à des capteurs sans maintenance et sans consommables
-
Optimisation des processus grâce à des données précises conduit à une amélioration continue et à une meilleure utilisation des ressources
-
ROI 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 bis 90 °C |
Plage de pression | Bis 60 °C: 4 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
Typiques étapes de processus chimiques et nos solutions de procédé pour les processus de nettoyage et de gravure ainsi que pour les processus 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 de 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
Histoires de réussite 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’application 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 entretien
Les capteurs sont résistants aux produits chimiques et ne nécessitent aucun consommable.
Questions fréquemment posées
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 technologie 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 entretien et sans dérive.
Les capteurs offrent une transmission numérique du signal jusqu’à 1000 m et permettent une mesure continue en ligne sans prélèvement d’échantillon.
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 des précisions de mesure allant jusqu’à ±0,02 wt% pour l’industrie des semi-conducteurs. La compensation de température intégrée garantit des résultats stables même en cas de conditions de processus fluctuantes.
Le système fournit des résultats en temps réel. Il effectue plus de 30 mesures par seconde. Sur la base de ces mesures, vous obtenez une valeur mesurée actuelle chaque secondeCe temps de réaction rapide permet une régulation efficace du processus et une détection précoce des écarts.
LiquiSonic® peut être utilisé pour la mesure en ligne de la concentration dans divers procédés chimiques humides de fabrication des semi-conducteurs, par exemple dans SC1/APM, SC2/HPM, SPM/Piranha, DHF, BOE/BHF, les procédés à base de TMAH, les procédés de développement ainsi que certains procédés de gravure avec HF, H₃PO₄, KOH ou HNO₃. La configuration concrète dépend du milieu, de la plage de concentration, de la température, de la pression et de la structure du processus.
Oui, LiquiSonic® permet la surveillance continue des concentrations chimiques dans les processus SC1 et SC2 directement dans le processus en cours. Les écarts de concentration deviennent ainsi visibles à un stade précoce, ce qui permet de respecter plus stablement les formulations et de mieux contrôler les processus de nettoyage.
Oui, les processus BOE et BHF à base de HF et de NH₄F peuvent être surveillés avec LiquiSonic® en ligne. Particulièrement dans les processus de gravure sensibles, la mesure continue de la concentration aide à maintenir des fenêtres de procédé stables et à détecter rapidement les fluctuations.
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 connexions de procédé appropriées et des interfaces industrielles telles que 4–20 mA, Profibus, Ethernet, Modbus ou bus de terrain.
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 bar.
Oui, en combinant la mesure de la vitesse du son avec des grandeurs physiques supplémentaires (p. ex. la conductivité), il est possible de déterminer plusieurs composants simultanément. Il est ainsi également possible de surveiller d’autres additifs dans la fabrication de semi-conducteurs.
Le système de mesure pour semi-conducteurs est entièrement sans entretien. Il n’y a aucune pièce mécanique d’usure, aucun joint ni aucune fenêtre optique susceptible d’être attaquée. Un étalonnage régulier n’est pas nécessaire - les capteurs LiquiSonic® restent stables pendant des années.
Le système offre différentes interfaces numériques (p. ex. Profibus, Ethernet / IP, Foundation Fieldbus) ainsi que des sorties analogiques 4-20 mA. L’intégration s’effectue sans difficulté via des protocoles standardisés.
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 influences de la températureAinsi, les valeurs de concentration restent stables et fiables même en cas de fluctuations de température.
Applications associées
Bains de texturation et de gravure
Dans les bains de gravure, des couches de matériau sont retirées de manière ciblée afin de créer les structures de surface souhaitées.
Nettoyage de circuits imprimés
Le nettoyage élimine les résidus organiques, les particules et les oxydes afin que les pistes conductrices puissent être traitées de manière fiable.
Surveillance des bains de décapage
Les bains de décapage éliminent les oxydes ou les impuretés des surfaces métalliques et doivent pour cela être maintenus en permanence dans la bonne plage de concentration.
Surveillance de la liqueur verte
La liqueur verte est un sous-produit hautement alcalin de la fabrication du papier, dont la concentration doit être surveillée pour assurer la stabilité des processus en aval.
Mesure de la concentration d’acide
La détermination précise des concentrations dans des produits chimiques agressifs est essentielle pour permettre des réactions contrôlées et sûres.
Laveur de gaz
Dans les laveurs de gaz ou les installations de neutralisation, les polluants sont éliminés des gaz d’échappement ou des liquides, ce qui nécessite un contrôle précis des produits chimiques utilisés.