Sistemas de gerenciamento de contaminação

Monitoramento eficiente da contaminação

APA 302 é uma ferramenta exclusiva de monitoramento em linha para fabricação avançada de chips em ambientes de sala limpa. Ela fornece uma medição altamente sensível e em tempo real da contaminação molecular transportada pelo ar (AMC) dentro de cápsulas unificadas com abertura frontal (FOUPs). FOUPs são recipientes de transporte e armazenamento padronizados e vedados para wafers de silício.

Eles protegem os wafers de umidade e contaminação molecular transportada pelo ar (AMC), como fluoreto de hidrogênio (HF), durante os tempos de espera entre as etapas do processo. Esses contaminantes podem ser liberados no espaço entre os slots de uma cápsula FOUP e causar o crescimento de cristais em wafers padronizados, levando à perda de rendimento e à degradação do desempenho. Ao coletar amostras de AMC através dos filtros FOUP, o APA 302 permite a detecção precoce de contaminação. Ele atinge limites de detecção na faixa de ppb (partes por bilhão em volume).

Com um ciclo de medição de apenas dois minutos, o sistema oferece alta sensibilidade. Ele usa espectroscopia de mobilidade de íons, detecção por ionização de chama, fluorescência UV ou espectroscopia de cavidade ressonante. Quando nenhuma cápsula FOUP está acoplada nas portas de carga, o APA 302 monitora automaticamente o ambiente circundante da sala limpa, garantindo o controle contínuo de contaminação.


Análise confiável do ambiente FOUP

Para garantir desempenho consistente, o APA 302 está equipado com uma função de autocalibração que funciona em intervalos regulares. O monitoramento de AMC pode ser realizado em cápsulas, como FOUPs (cápsulas unificadas com abertura frontal) ou FOSBs (caixas de envio de abertura frontal), com ou sem wafers, fornecendo máxima flexibilidade para diferentes estágios do processo. As FOUPs podem ser entregues manualmente ou por meio de transporte por guindaste suspenso (OHT) nas duas portas de carga. A combinação desses recursos otimiza os tempos de espera entre etapas individuais do processo, permite o reconhecimento imediato de aumentos de contaminação e melhora a confiabilidade geral do rendimento.

Monitoramento eficiente de partículas

As nanopartículas no ar e dentro dos transportadores de wafers podem danificar os chips semicondutores, causando uma perda significativa de rendimento. O inovador sistema de contagem de partículas secas ADPC 302 mede o número de partículas em transportadores de wafers, incluindo cápsulas unificadas com abertura frontal (FOUPs) e caixas de envio de abertura frontal (FOSBs).

Usando um processo totalmente automatizado e patenteado, o sistema localiza e conta as partículas no transportador, incluindo a porta. Qualificado pelas principais fábricas de semicondutores, o ADPC 302 pode ser usado tanto para fabricação em série quanto para análise de P&D. As principais aplicações incluem caracterização do transportador, otimização da estratégia de limpeza e verificações de qualidade da limpeza.


Vantagens do processo de secagem

O processo de contagem de partículas secas (contador de partículas secas) do ADPC 302 oferece benefícios claros em comparação com o método convencional baseado no consumo de água, que é usado em contadores de partículas líquidas. Ao contrário desses sistemas tradicionais, o processo de secagem é totalmente automático e pode ser perfeitamente integrado à linha de produção. Isso permite que as medições sejam realizadas sem interrupção do processo de fabricação e sem a necessidade de operadores adicionais. Com um tempo de teste de apenas sete minutos, o ADPC 302 opera até quatro vezes mais rápido do que os contadores de partículas líquidas. Como resultado, o sistema consegue processar oito caixas de transporte por hora, em comparação com apenas duas que são processadas ao utilizar métodos que consomem água.

Proteção e descontaminação confiáveis

O APR 4300 é um sistema avançado projetado para descontaminar os wafers e protegê-los durante o tempo de espera. Na fabricação de semicondutores, a contaminação molecular transportada pelo ar (AMC) pode adsorver na superfície de wafers e cápsulas unificadas com abertura frontal (FOUPs), levando ao crescimento de cristais, perda de rendimento e qualidade reduzida. O APR 4300 evita de maneira eficaz a adsorção de moléculas orgânicas ou inorgânicas através de um processo de várias etapas.

As FOUPs são primeiro condicionadas à pressão de operação desejada com monitoramento de deformação baseado em laser. Os lasers são colocados estrategicamente na parte superior da câmara de vácuo direcionada para a FOUP. Isso garante uma medição contínua e precisa de quaisquer alterações de superfície ou variações de pressão dentro das FOUPs, mantendo assim sua integridade. Os contaminantes são então removidos em uma purga a vácuo, durante a qual a limpeza direcionada de contaminantes e impurezas moleculares é realizada por meio de repetidas evacuações e ventilações. Esse processo ocorre nas quatro câmaras de vácuo empilhadas do sistema.

Após a purga de vácuo, a câmara é enxaguada com nitrogênio puro. Isso estabiliza as superfícies e evita a recontaminação. Dessa forma, o rendimento de uma fábrica pode ser significativamente aumentado e os tempos de espera entre as etapas individuais do processo podem ser otimizados.

Gerenciamento de dados e comunicação de fábrica

A contaminação molecular transportada pelo ar (AMC) é um dos principais fatores que afetam o rendimento em fábricas de semicondutores. Para monitorar e controlar fontes de contaminação, a Pfeiffer oferece o AMPC – uma solução exclusiva para monitorar a AMC em salas limpas e módulos de equipamento frontal (EFEMs). Seu design inovador com válvulas integradas incorpora até 15 analisadores avançados usando espectroscopia de mobilidade de íons, detecção de ionização por chama ou fluorescência UV para detectar e quantificar ácidos, bases e compostos orgânicos em até 128 locais de operação dentro de uma fábrica.

A estrutura de extensão do AMPC fornece 39 U de espaço para sete a nove analisadores. Se for necessário monitorar ainda mais compostos, o sistema pode ser expandido com uma segunda estrutura. Todos os dados de medição e parâmetros da ferramenta são armazenados em um banco de dados e transmitidos através de protocolos de comunicação da fábrica, fornecendo monitoramento em tempo real dos níveis de contaminação. O software também permite que os usuários definam alarmes quando os limites definidos forem excedidos e fornece acesso em tempo real aos dados de medição por meio de uma conexão Ethernet. Isso permite que os dados da fábrica de semicondutores analisem as informações e decidam sobre as ações apropriadas.


Vantagens para o cliente

O AMPC fornece às fábricas insights imediatos sobre os níveis de contaminação, apoiando a tomada rápida de decisões e o controle do processo. Com alta produtividade, ele conclui análises em apenas três minutos, permitindo reagir rapidamente e agir em tempo hábil. Seu design evita a contaminação cruzada entre linhas de amostragem, garantindo dados confiáveis em todos os locais monitorados. As configurações escaláveis do analisador e da linha de amostragem permitem o monitoramento centralizado, reduzindo a complexidade operacional e melhorando a eficiência geral da fábrica.

Na indústria de semicondutores, a desgaseificação de wafers pode ocorrer durante o transporte ou o tempo de espera. A umidade e os contaminantes moleculares transportados pelo ar (AMC), como o fluoreto de hidrogênio (HF), que se originam dos gases de processo, produtos químicos e materiais no ambiente de processo circundante, reagem nos espaços confinados das caixas de transporte (sistemas de cápsula) com os oxidantes do ar ambiente (H₂O e O₂). Essas reações causam o crescimento de cristais em wafers estruturados, levando a uma qualidade reduzida e a um menor rendimento de fabricação.

Na indústria farmacêutica, contaminações como umidade, oxigênio ou entrada de microrganismos podem afetar a estabilidade dos medicamentos ao longo do ciclo de vida do produto.

Com décadas de experiência em tecnologia de vácuo, a Pfeiffer desenvolveu um amplo know-how em processos, equipamentos e ambientes de sistemas de produção. Aproveitando essa experiência, fornecemos soluções avançadas de gerenciamento de contaminação para as indústrias de semicondutores e farmacêutica. Nossos sistemas detectam e minimizam a contaminação, aumentando assim o rendimento em cada etapa do processo.

Garantir a fabricação de alta qualidade e maximizar o rendimento requer conhecimentos detalhados de contaminantes em wafers, em transportadores (cápsulas unificadas com abertura frontal, FOUPs) e em seu ambiente imediato, tais como salas limpas ou EFEMs (módulos de equipamento frontal), para que o monitoramento, a descontaminação e o controle do processo em tempo real possam ser aplicados de forma eficaz.

Na indústria de semicondutores, o monitoramento contínuo em linha é realizado com o APA 302, enquanto o ADPC 302 totalmente automatizado localiza e conta partículas nas superfícies internas dos transportadores. O APR 4300 descontamina os wafers e as cápsulas FOUP e os protege durante os tempos de espera. Para salas limpas e módulos de equipamento frontal (EFEM), o AMPC fornece dados de contaminação centralizados e em tempo real, permitindo uma tomada de decisões rápida e um gerenciamento eficiente da fábrica.