Surveillance de la contamination moléculaire atmosphérique par le sulfure d'hydrogène dans la fabrication de semi-conducteurs

Moniteur de H₂S avec technologie de fluorescence UV

Les contaminants moléculaires en suspension dans l'air (AMC) sont des contaminants de l'air existant sous forme moléculaire et jouant un rôle essentiel dans la qualité des produits de fabrication de semi-conducteurs modernes, même lorsqu'ils existent à des concentrations extrêmement faibles de l'ordre du ppb.

Les AMCs sont classés en catégories telles que les acides inorganiques, les acides organiques et le sulfureux. Parmi tous, le sulfure d'hydrogène (H₂S) cause des impacts négatifs tels que la perte de caractéristiques des produits en raison de son pouvoir réducteur lorsqu'il existe sous forme gazeuse et la corrosion des surfaces métalliques lorsqu'il existe sous forme liquide. La source de contamination par H₂S est largement répandue. Des exemples incluent l'activité volcanique et l'éruption, l'opération de machines lourdes utilisant du diesel comme carburant augmentant la concentration d'AMC dans la salle blanche par l'admission d'air de compensation. Par conséquent, des filtres chimiques sont largement utilisés pour éliminer le H ₂ S avant d'entrer dans la salle blanche, et le niveau de contamination est conventionnellement vérifié par chromatographie ionique.

Puisque le H₂S a une faible solubilité dans l'eau dans des conditions neutres à acides, et que sa dissociation est également faible, il est difficile de détecter la conductivité électrique par chromatographie ionique. Par conséquent, des solutions alcalines et de peroxyde d'hydrogène sont couramment mélangées et utilisées comme liquide de collecte.

Cependant, des biais (erreurs humaines) sont souvent observés en raison des différences de ratios de mélange selon le personnel, ce qui entraîne des résultats d'analyse instables. De plus, chaque analyse prenant du temps (plusieurs jours pour chaque résultat) et impliquant des coûts de main-d'œuvre, de nombreuses usines de fabrication ne peuvent pas, financièrement, améliorer la résolution temporelle et spatiale des analyses.

En conclusion, l'analyse manuelle peut avoir des biais, ne capture pas les événements aléatoires tels qu'une augmentation inattendue de la concentration de H₂S en raison d'une activité volcanique soudaine ou de la détérioration d'un filtre chimique, et ne fournit pas suffisamment de données nécessaires pour une reconnaissance rapide de la contamination chimique et l'analyse de la source de contamination en raison de problèmes de coût de main-d'œuvre.

La voix des responsables du service qualité des salles blanches

• Vous souhaitez réduire les biais d'analyse et obtenir des résultats d'analyse fiables
• Il est nécessaire d'augmenter la résolution temporelle et spatiale de l'analyse pour une détection et une reconnaissance rapides de la source de contamination, mais l'analyse manuelle est coûteuse
• Les spécifications et l'application du système analytique peuvent varier considérablement d'une usine à l'autre.

La mesure continue de la contamination par H₂S à plusieurs points d'échantillonnage de la salle blanche (sortie du filtre chimique, zone près de l'équipement, zone avec de nombreuses personnes travaillant) aide à reconnaître le point de rupture de la contamination par H₂S et à prendre immédiatement des mesures pour prévenir l'impact sur la détérioration de la qualité du produit. La surveillance continue et des logiciels spéciaux soutiennent la définition des seuils de contamination et la réalisation d'opérations faciles et rentables.

Exemple de points d'échantillonnage

Exemple de données de mesure de H ₂ S