芯片制造的隱形成本：濕度控制為何如此重要？

　　背景:

　　在半導(dǎo)體制造中，沒有什么比準(zhǔn)確度更重要。從芯片制造到集成電路的最終組裝，流程中的每一步都需要精確測量，以獲得高質(zhì)量、可重復(fù)的結(jié)果。需要測量的關(guān)鍵參數(shù)之一是濕度，因?yàn)闇?zhǔn)確維持正確濕度水平對于實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)備性能和最終產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。

　　保持良好的環(huán)境:

　　當(dāng)進(jìn)行納米級制造時(shí)，即使是微小的偏差也可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。環(huán)境條件需要進(jìn)行精確的監(jiān)測和維護(hù)，因?yàn)樾酒陀∷㈦娐钒宓劝雽?dǎo)體元件極易受到水分的影響。實(shí)際上，水分是半導(dǎo)體制造流程中影響最大的污染物，預(yù)估表明，不理想的濕度條件造成的損失占收入損失的比例高達(dá)25%。

　　濕度過高會導(dǎo)致腐蝕、電氣短路、元器件質(zhì)量差以及更高的故障率。濕度過低會導(dǎo)致靜電積聚，從而損壞半導(dǎo)體表面并顯著降低生產(chǎn)產(chǎn)量。因此，精確的濕度控制至關(guān)重要，這使得可靠的傳感器成為不可少的投資—這是一項(xiàng)明智的投資，影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其規(guī)模或成本。高質(zhì)量的傳感器和變送器確保設(shè)備和環(huán)境保持在半導(dǎo)體制造所需的適當(dāng)范圍內(nèi)。

　　半導(dǎo)體制造流程中的測量解決方案:

　　讓我們來看一些濕度管理至關(guān)重要的半導(dǎo)體制造流程，以及可以提供幫助的解決方案。

　　硅晶圓拋光清洗:

　　硅晶圓拋光和清洗是半導(dǎo)體制造流程中的關(guān)鍵步驟。該流程涉及高濕度和刺激性化學(xué)物質(zhì)，可能導(dǎo)致傳感器漂移，使準(zhǔn)確的測量變得更加困難。

　　用于這種環(huán)境的探頭需要承受高濕度水平和刺激性化學(xué)物質(zhì)暴露。一個(gè)好的解決方案是緊湊型溫濕度探頭HMP9，它是一款緊湊型探頭，具有非常快的響應(yīng)時(shí)間。它可以承受高濕度水平，并且還具有化學(xué)清除功能用于污染后傳感器清潔。對于設(shè)備制造商，維薩拉還提供模塊化溫濕度產(chǎn)品，例如相對濕度和溫度模塊HMM170，這些產(chǎn)品可以集成到最終產(chǎn)品中。

　　晶圓光刻機(jī)、涂膠顯影機(jī):

　　對硅晶片進(jìn)行涂膠和顯影的晶圓光刻機(jī)是基于激光技術(shù)的，因此即使是微小的環(huán)境變化也會顯著影響流程質(zhì)量。環(huán)境氣壓、相對濕度和溫度都會影響光刻效果和鏡頭聚焦，因此必須實(shí)時(shí)監(jiān)測和補(bǔ)償。在納米級制程中，精確測量和監(jiān)測這些參數(shù)變得更加重要。

　　適用于這些設(shè)備的一個(gè)良好的解決方案是模塊化維薩拉Indigo520，它提供氣壓作為可選的測量參數(shù)。溫濕度探頭HMP3與Indigo520兼容，其結(jié)構(gòu)允許在現(xiàn)場更換傳感器而無需工具，因此成為潔凈室環(huán)境的理想選擇。對于需要監(jiān)測其他諸如CO2和露點(diǎn)等參數(shù)的工藝流程，可以使用其他型號的探頭。無論您如何選擇，探頭都可以連接到數(shù)據(jù)處理單元（例如Indigo520），讓您可以靈活地為具體工藝流程選擇合適的組合。

　　晶圓切割和探針臺:

　　晶圓切割流程將單個(gè)芯片從晶圓上分離出來，需要準(zhǔn)確的濕度測量來保護(hù)產(chǎn)品和設(shè)備。冷凝可能是一個(gè)問題，特別是在膠帶被剝離時(shí)，因此需要仔細(xì)監(jiān)測露點(diǎn)。在探針測試過程中，芯片會承受惡劣的溫度變化以測試集成電路性能。該流程要求精確控制露點(diǎn)和濕度，以防測試環(huán)境中發(fā)生冷凝和生銹。

　　維薩拉提供多種緊湊型產(chǎn)品來監(jiān)測和控制這些參數(shù)。DMT143小型露點(diǎn)變送器測量范圍廣，從-70°C至+60°C，可用于霜點(diǎn)和露點(diǎn)測量。另一個(gè)選件是維薩拉露點(diǎn)變送器DMT152，它針對超干燥條件進(jìn)行優(yōu)化，可提供低至–80°C的霜點(diǎn)測量值，誤差為+/–2°C。這兩款產(chǎn)品都具有自動校準(zhǔn)功能，確保非常長的校準(zhǔn)間隔，并且易于集成到OEM應(yīng)用中，如半導(dǎo)體制造或測試設(shè)備。

　　工藝管線氣體質(zhì)量:

　　半導(dǎo)體制造中使用的潔凈室依賴于氮?dú)夂蜌鍤獾雀哔|(zhì)量、非反應(yīng)性工藝氣體。確保這些氣體的干燥性對于維持工藝環(huán)境的純度和避免敏感制造階段的潛在污染至關(guān)重要。需要監(jiān)測工藝氣體管線中的濕度水平，以確保準(zhǔn)確的測量結(jié)果。最好在管線中使用拋光不銹鋼管，因?yàn)檫@有助于確保獲得準(zhǔn)確、無污染的讀數(shù)。

　　維薩拉DRYCAP®傳感器非常適合監(jiān)測氣體干燥度，因?yàn)樗鼈兙哂袠O快的響應(yīng)時(shí)間，可節(jié)省昂貴的氣體并在故障情況下保護(hù)流程。它們還可以自動校準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)良好的長期穩(wěn)定性。維薩拉露點(diǎn)變送器DMT152是這種應(yīng)用的合適選擇，能夠提供實(shí)時(shí)、高質(zhì)量的測量結(jié)果。DMT152應(yīng)直接安裝在氣流中，以確保獲取具有代表性的氣體樣本，并使用錐形螺紋來防止泄漏。維薩拉采樣室由拋光不銹鋼制成，確保實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高質(zhì)量的測量。

　　濕度控制的重要性:

　　濕度控制有助于延長半導(dǎo)體制造設(shè)備的使用壽命并保持最終產(chǎn)品質(zhì)量。通過在整個(gè)生產(chǎn)過程中使用高質(zhì)量的傳感器和變送器來監(jiān)測和控制濕度水平，制造商可以保護(hù)其運(yùn)營免受與濕度相關(guān)的問題影響，降低成本并盡可能提高產(chǎn)量。

　　緊湊型溫濕度探頭HMP9（適用于迅速變化的應(yīng)用環(huán)境）:

　　維薩拉HUMICAP®溫濕度探頭HMP9經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，可輕松安裝在迅速變化的環(huán)境中。在這些環(huán)境中快速響應(yīng)時(shí)間、測量性能和化學(xué)物質(zhì)耐性不可少。體積小巧使其可以安裝在狹小空間，探頭直徑僅5毫米（0.2英寸）。對于管道和實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)安裝，可使用管道安裝套件安裝探頭。

　　HMP9進(jìn)一步豐富了Indigo產(chǎn)品系列，特別適用于在干燥機(jī)、空氣處理裝置、數(shù)據(jù)中心、試驗(yàn)箱以及溫度低于120°C(248°F)、不涉及高壓的其他濕度測量場合。HMP9與Indigo500,Indigo200系列主機(jī)設(shè)備以及Insight電腦軟件兼容。

　　智能型濕度和溫度探頭HMP3（針對使用可調(diào)換傳感器的通用濕度和溫度應(yīng)用）：

　　維薩拉HUMICAP®智能型濕度和溫度探頭HMP3設(shè)計(jì)用于具有中等濕度和溫度水平的通用環(huán)境。探頭結(jié)構(gòu)使得在現(xiàn)場無需使用工具就可以更換傳感器，適合工業(yè)HVAC系統(tǒng)、噴漆室、潔凈室、環(huán)境艙以及定期重新校準(zhǔn)不足以維護(hù)測量準(zhǔn)確性的應(yīng)用等。

　　智能型HMP3屬于Indigo系列產(chǎn)品，與Indigo500變送器和Indigo200變送器兼容。它可以與維薩拉Insight電腦軟件兼容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化、輕松配置探頭和現(xiàn)場校準(zhǔn)。