Monitoramento da contaminação molecular por sulfeto de hidrogênio no ar durante a fabricação de semicondutores.

- Monitor de _H₂S com tecnologia de fluorescência UV -

Os contaminantes moleculares presentes no ar (AMCs, na sigla em inglês) são contaminações do ar que existem na forma molecular e desempenham um papel crítico na qualidade dos produtos da fabricação moderna de semicondutores, mesmo quando presentes em concentrações extremamente baixas, na ordem de ppb.

Os compostos de metais pesados (AMCs) são classificados em categorias como ácidos inorgânicos, ácidos orgânicos e sulfurosos. Dentre todos, o sulfeto de hidrogênio (_H₂S) causa impactos negativos como a perda das características do produto devido ao seu poder redutor quando presente na forma gasosa e a corrosão da superfície metálica quando presente na forma líquida. A contaminação por _H₂S é amplamente disseminada. Exemplos incluem atividade e erupções vulcânicas, operação de máquinas pesadas que utilizam diesel como combustível, aumentando a concentração de AMCs na sala limpa através da entrada de ar de reposição. Portanto, filtros químicos são amplamente utilizados para remover o _H₂S antes da entrada na sala limpa, e o nível de contaminação é convencionalmente verificado por cromatografia iônica.

Como o _H₂S apresenta baixa solubilidade em água em condições neutras a ácidas, e sua dissociação também é baixa, é difícil detectar a condutividade elétrica por cromatografia iônica. Portanto, soluções alcalinas e de peróxido de hidrogênio são comumente misturadas e utilizadas como líquido de coleta.

No entanto, frequentemente ocorrem vieses (erros humanos) causados pela diferença nas proporções de mistura dependendo da equipe, resultando em análises instáveis. Além disso, como cada análise demanda tempo (vários dias para cada resultado) e mão de obra, aumentar a resolução temporal e espacial das análises torna-se inviável financeiramente para muitas fábricas.

Em conclusão, a análise manual pode apresentar viés, não captura eventos aleatórios como o aumento inesperado na concentração de _H₂S devido à atividade vulcânica repentina ou à deterioração do filtro químico, e não fornece dados suficientes para o reconhecimento oportuno da contaminação química e a análise da fonte de contaminação devido ao custo da mão de obra.

Voz dos Gerentes do Departamento de Qualidade de Instalações de Salas Limpas

• Deseja reduzir o viés de análise e obter resultados de análise confiáveis?
• É necessário aumentar a resolução temporal e espacial das análises para a detecção e o reconhecimento rápidos da fonte de contaminação, mas a análise manual é dispendiosa.
• As especificações e aplicações dos sistemas analíticos podem variar significativamente de uma fábrica para outra.

A medição contínua da contaminação por _H₂S em múltiplos pontos de amostragem da sala limpa (saída do filtro químico, área próxima aos equipamentos, área com grande concentração de pessoas trabalhando) auxilia na identificação do ponto de saturação da contaminação por _H₂S e na tomada imediata de medidas para prevenir o impacto na deterioração da qualidade do produto. O monitoramento contínuo e um software específico permitem a definição de limites de contaminação e a realização de operações simples e econômicas.

Exemplo de pontos de amostragem

Exemplo de dados de medição de _H₂S​