Custos invisíveis na fabricação de chips: por que o controle de umidade é tão importante?

Na fabricação de semicondutores, nada é mais importante do que a precisão. Desde a fabricação de chips até a montagem final de circuitos integrados, cada etapa do processo requer medições precisas para obter resultados de alta qualidade e reprodutíveis. Um dos parâmetros chave que precisam ser medidos é a umidade, pois a manutenção precisa dos níveis corretos de umidade é essencial para obter um bom desempenho do equipamento e a qualidade do produto final.

Mantenha um bom ambiente:

Quando a fabricação é realizada em nanoescala, mesmo pequenos desvios podem levar a consequências catastróficas. As condições ambientais exigem monitoramento e manutenção precisos, pois componentes semicondutores, como chips e placas de circuito impresso, são extremamente vulneráveis à umidade. Na verdade, a umidade é um poluente que afeta os processos de fabricação de semicondutores, e as estimativas sugerem que as perdas causadas por condições de umidade inadequadas representam até 25% da perda de receita.

Uma umidade excessiva pode resultar em corrosão, curto-circuitos elétricos, má qualidade dos componentes e maior taxa de falhas. Uma umidade muito baixa pode levar à acumulação de eletrostática, danificando a superfície dos semicondutores e reduzindo significativamente a produção. Portanto, o controle preciso da umidade é essencial, o que torna um sensor confiável um investimento essencial – um investimento sensato que tem um impacto muito maior do que seu tamanho ou custo. Sensores e transmissores de alta qualidade garantem que o equipamento e o ambiente se mantenham dentro dos limites adequados necessários para a fabricação de semicondutores.

Soluções de medição no processo de fabricação de semicondutores:

Vamos dar uma olhada em alguns processos de fabricação de semicondutores essenciais para a gestão da umidade e soluções que podem ajudar.

Limpeza de polimento de wafer de silício:

Polimento e limpeza de wafers de silício são passos chave no processo de fabricação de semicondutores. O processo envolve alta umidade e substâncias químicas irritantes que podem levar à deriva do sensor, dificultando a medição precisa.

As sondas usadas neste ambiente precisam suportar altos níveis de umidade e exposição a substâncias químicas irritantes. Uma boa solução é a sonda compacta de temperatura e umidade HMP9, uma sonda compacta com um tempo de resposta muito rápido. Ele suporta altos níveis de umidade e também possui limpeza química para limpeza de sensores após poluição. Para os fabricantes de equipamentos, a Vaisala também oferece produtos modulares de temperatura e umidade, como o módulo de umidade relativa e temperatura HMM170, que podem ser integrados no produto final.

Gravadora de wafer, imagem colada:

As gravadoras de wafer para colagem e visualização de chips de silício são baseadas em tecnologia laser e, portanto, até pequenas mudanças ambientais podem afetar significativamente a qualidade do processo. A pressão ambiental, a umidade relativa e a temperatura podem afetar o efeito fotográfico e o foco da lente, por isso é necessário monitorar e compensar em tempo real. Em processos de nanoescala, a medição e o monitoramento precisos desses parâmetros tornam-se ainda mais importantes.

Uma boa solução para esses dispositivos é o Vaisala Indigo520 modular, que oferece pressão de ar como parâmetro de medição opcional. A sonda de temperatura e umidade HMP3 é compatível com a Indigo520 e sua estrutura permite a substituição de sensores no local sem a necessidade de ferramentas, tornando-se, portanto, ideal para ambientes de sala limpa. Outros modelos de sondas podem ser usados para processos que exigem o monitoramento de outros parâmetros, como CO2 e ponto de orvalho. Seja qual for a sua escolha, a sonda pode ser conectada a uma unidade de processamento de dados, como o Indigo520, dando-lhe a flexibilidade de escolher a combinação certa para o processo específico.

Corte de wafer e mesa de sonda:

O processo de corte de wafer separa um único chip do wafer e requer medições precisas de umidade para proteger produtos e equipamentos. A condensação pode ser um problema, especialmente quando a fita é descascada e, portanto, o ponto de orvalho precisa ser monitorado cuidadosamente. Durante o teste da sonda, o chip sofre mudanças de temperatura para testar o desempenho do circuito integrado. Este processo requer um controle preciso do ponto de orvalho e da umidade para evitar condensação e oxidação no ambiente de teste.

A Vaisala oferece uma variedade de produtos compactos para monitorar e controlar esses parâmetros. O pequeno transmissor de ponto de orvalho DMT143 tem uma ampla gama de medições de -70°C a +60°C e pode ser usado para medição de ponto de gelo e ponto de orvalho. Outra opção é o transmissor de ponto de orvalho Vaisala DMT152, otimizado para condições ultrasecas, que oferece medições de ponto de gelo de até -80°C com um erro de +/-2°C. Ambos os produtos têm calibração automática, garantindo intervalos de calibração muito longos e são facilmente integrados em aplicações OEM, como fabricação de semicondutores ou equipamentos de teste.

Qualidade do gás da linha de processo:

As salas limpas usadas na fabricação de semicondutores dependem de gases de processo não reativos de alta qualidade, como azoto e argão. Garantir a secidade desses gases é essencial para manter a pureza do ambiente de processo e evitar a poluição potencial em fases de fabricação sensíveis. É necessário monitorar os níveis de umidade nas tubulações de gás de processo para garantir resultados de medição precisos. Utilize tubos de aço inoxidável polidos em tubulações, pois isso ajuda a garantir leituras precisas e livres de poluição.

Visala Drycap ® Os sensores são ideais para monitorar a secidade do gás, pois têm tempos de resposta extremamente rápidos, economizando gás caro e protegendo o processo em caso de falha. Eles também podem ser calibrados automaticamente para obter uma boa estabilidade a longo prazo. O transmissor de ponto de orvalho Vissala DMT152 é a escolha adequada para esta aplicação, oferecendo resultados de medição em tempo real e de alta qualidade. O DMT152 deve ser instalado diretamente no fluxo de ar para garantir a obtenção de amostras representativas de gás e usar roscas conicas para evitar vazamentos. As câmaras de amostragem da Vaisala são feitas de aço inoxidável polido para garantir medições precisas e de alta qualidade.

Importância do controle de umidade:

O controle de umidade ajuda a prolongar a vida útil dos equipamentos de fabricação de semicondutores e a manter a qualidade do produto final. Ao usar sensores e transmissores de alta qualidade para monitorar e controlar os níveis de umidade durante todo o processo de produção, os fabricantes podem proteger suas operações de problemas relacionados à umidade, reduzir custos e maximizar a produção.

　
Sonda compacta de temperatura e umidade HMP9 para aplicações em rápida mudança:

Vaisala HUMICAP ® A sonda de temperatura e umidade HMP9 foi projetada para ser facilmente instalada em ambientes em rápida mudança. Tempos de resposta rápidos, desempenho de medição e resistência a substâncias químicas são essenciais nesses ambientes. O seu pequeno tamanho o permite instalar em espaços pequenos, com apenas 5 mm (0,2 polegadas) de diâmetro da sonda. Para instalação dentro de tubos e caixas de laboratório, a sonda pode ser instalada usando o kit de instalação de tubos.

Sonda inteligente de umidade e temperatura HMP3 (para aplicações gerais de umidade e temperatura com sensores ajustáveis):

Vaisala HUMICAP ® A sonda inteligente de umidade e temperatura HMP3 foi projetada para ambientes universais com níveis médios de umidade e temperatura. A estrutura da sonda permite a substituição dos sensores no local sem a necessidade de ferramentas e é adequada para aplicações como sistemas HVAC industriais, salas de pintura, salas limpas, salas ambientais e reacalibrações periódicas que não são suficientes para manter a precisão da medição.