Nutech Bidon Numune Alma ve Tespit için Ön Konsantrasyon Sistemi VOC Yarı İletken Temiz Odalarında

Olayın Arka Planı

Yarı iletken proses teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte çip hat genişlikleri nano ölçeğe girmiş ve temiz odalara giderek daha sıkı çevresel gereksinimler getirmiştir. Partikül kirleticilerden daha küçük olan ve havadaki moleküler kirletici maddeler (AMC'ler) olarak bilinen gaz halindeki moleküler kirletici maddeler, yarı iletken cihazların mikro yapılarına nüfuz edebilir ve levha yüzeylerinde birikerek cihazın performansını ve verimini etkileyebilir. Bu, yarı iletken üretim sürecini önemli ölçüde etkiler. Araştırmalar, AMC'lerin proses verimi üzerindeki etkisini en aza indirmek için, temizodalardaki önemli AMC'lerin konsantrasyonunun hacimce trilyon başına parça (pptv) seviyelerinde kontrol edilmesi gerektiğini göstermiştir.

Yarı iletken üretim temiz odalarındaki AMC'lerin ana kaynakları, dış çevresel hava ve dahili süreç faaliyetleridir. Dahili olarak üretilen AMC'ler, üretim sırasında kullanılan kimyasalların (temizlik maddeleri gibi) salınmasından, temiz oda inşaat malzemelerinden kaynaklanan emisyonlardan ve personel faaliyetlerinden kaynaklanabilir. Dış ortam havası, hava temizleme ve filtreleme sistemleri yoluyla temiz odaya girerek temiz odanın hava kalitesini etkileyebilir. Temiz odanın içindeki ve dışındaki gazları izleyerek AMC'lerin harici kaynaklardan mı yoksa dahili kaynaklardan mı kaynaklandığını belirlemek mümkündür. Ek olarak, farklı üretim süreçleri sırasında AMC'lerin izlenmesi etkilerinin izlenmesine yardımcı olabilir. Temiz odaların içindeki ve dışındaki AMC'lerin izlenmesi, yarı iletken endüstrisindeki AMC seviyelerini kontrol etmek için çok önemlidir.

Nutech Çözümü

VOC analizi ve test çözümlerinde küresel bir lider olan Nutech, temiz odalarda AMC analizinin benzersiz gereksinimlerini karşılamak için VOC analizi zorluklarına ilişkin derin anlayışından ve kapsamlı deneyiminden yararlanıyor. Nutech, temiz odalarda VOC analizi için teneke kutudan numune alma ve üç aşamalı kriyojenik zenginleştirme sisteminin uygulanmasına öncülük etti.

Şekil 1: Nutech Numune Alma ve Ön Zenginleştirme Sistemi

Şu anda, yarı iletken endüstrisinde levha üretiminin kalite kontrolünde VOC'lerin tespiti için özel bir standart yöntem bulunmamaktadır. Nutech, US EPA'nın mevcut TO-15 yöntemini ifade eder.

Nutech, Summa kutularını kullanarak temiz odaların hem içinden hem de dışından hava örnekleri topluyor. Numuneler daha sonra üç aşamalı kriyojenik zenginleştirme tekniği kullanılarak niteliksel ve niceliksel olarak analiz edilir. Niteliksel analiz NIST kütüphanesine referansla gerçekleştirilir, niceliksel analiz ise dahili standart yöntemini kullanır.

Şekil 2: Üç Aşamalı Soğuk Tuzak Ön Konsantrasyon Sisteminin Şematik Diyagramı

Temiz odaların içinden ve dışından teneke kutular kullanılarak toplanan hava numuneleri, bir otomatik numune alıcı aracılığıyla ön konsantrasyon sistemine iletilir. Numune, tuzak 1'de suyun uzaklaştırılmasına tabi tutulur, ardından tuzak 2'de konsantrasyon ve zenginleştirme yapılır. Numune daha sonra ters desorbe edilir ve tuzak 3'te kriyojenik olarak odaklanır. Isıtmanın ardından tuzak 3'teki numune hızla hızla buharlaştırılır ve GC'ye enjekte edilir.

Ultra düşük sıcaklıkta su giderme, bileşik kaybını önler ve düşük sıcaklıkta su gidermede düşük verimlilik sorununun üstesinden gelir. Düşük sıcaklıkta zenginleştirme (soğuk tuzak) için spiral adsorbanların kullanılması, seçici bileşik zenginleştirme sorununu giderir, güvenli numune alma hacmini artırır ve sistem hassasiyetini artırır. Tamamen fiziksel kriyojenik odaklama, küçük hacimli, hızlı, bölünmez enjeksiyon sağlar, bu da keskin tepe şekilleri ve gelişmiş ayırma verimliliği sağlar.

Test Sonuçları

TO-15 Yarı İletken Endüstrisinde Standart Gaz ve Karakteristik Bileşikler.

Şekil 3: Yarı İletken Endüstrisi için TO-15 ve Karakteristik Bileşik Standart Gaz Kromatogramları

Yarı iletken endüstrisiyle ilgili temel VOC bileşenlerini hedef alan hızlı bir analiz yöntemi geliştirdik. Bu yöntem, analizin numune başına 25 dakika içinde tamamlanmasına olanak tanıyarak analitik verimliliği önemli ölçüde artırır.

Şekil 4: Yarı İletken Endüstrisindeki Karakteristik Bileşiklerin Hızlı Analiz Kromatogramı

Seçilen Bileşikler için Doğrusallık, Saptama Limitleri ve Hassasiyet Hakkında Bilgi

Tablo 1: Seçilen Bileşiklere İlişkin Bilgiler
Hayır.Bileşik AdıCAS Numarası.Ortalama RF RSD (%)Tespit Limiti (TARAMA nmol/mol)Kesinlik (%)
1Diklorodifluorometanın75-71-83.260.0301.54
21,1,2,2-Tetrakloro-1,2-difloroetan76-14-22.620.0281.23
3chloromethane74-87-32.660.0190.79
4Vinil Klorür75-01-41.480.0261.72
4klorotriflorometan75-69-42.620.0281.39
5acrolein107-02-84.490.0612.34
61,1-Dikloroetilen75-35-41.480.0231.47
71,2,2-Trifloro-1,1,2-trikloroetan76-13-11.310.0201.29
8aseton67-64-17.040.0582.40
9Karbon Disülfür75-15-01.310.0301.59
10diklorometan75-09-23.590.0331.66
11Sikloheksan110-82-72.230.0342.07
12Karbon tetraklorür56-23-51.640.0322.00
13Benzen71-43-22.460.0342.15
141,2-Dikloroetan107-06-22.720.0372.18
15n-Hekzan142-82-52.590.0322.02
16Propilen Glikol Metil Eter107-98-28.720.0511.69
17tolüen108-88-32.230.0281.69
18Etilbenzen100-41-43.620.0392.63
19m/p-Ksilen108-38-3/106-42-35.590.0412.76
20Propilen Glikol Metil Eter Asetat108-65-63.910.0470.17
21o-ksilen95-47-65.080.0392.68
221,3,5-Trimetilbenzen108-67-84.830.0330.17

Boş kutu TIC ve temiz oda dış ortam havası TIC

Şekil 5: Temiz Oda Dış Havasının (siyah) ve Boşun (kırmızı) Toplam İyon Kromatogramı (TIC).

Sonuç

Kutu numunesi alma ve üç aşamalı soğuk tuzak teknolojisiyle ön konsantrasyon kullanarak, temiz odaların içinde ve dışında hava kalitesi değerlendirmeleri gerçekleştirdik. Bu yöntem, temiz odalardaki başlıca VOC türlerini etkili bir şekilde tarar, VOC kaynaklarını tanımlar ve temiz odalarda VOC kontrol önlemleri için veri desteği sağlar, böylece VOC kirliliğini azaltır ve levha verimini artırır. Nutech'in teneke kutu örnekleme ve ön konsantrasyon sistemi yarı iletken endüstrisinde köklü bir yapıya sahiptir. Yarı iletken endüstrisinin hedef bileşiklerin hızlı analizi ihtiyacına göre uyarlanmış özelleştirilmiş VOC hızlı analiz yöntemleri geliştirme konusunda uzmanız.

Not: Yarı iletken endüstrisinin gizlilik özelliği nedeniyle temiz odaların içindeki hava kalitesi verileri açıklanamaz.