การติดตามการปนเปื้อนโมเลกุลแอมโมเนียในอากาศในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์

- การตรวจวัด NH ₃-

สารปนเปื้อนโมเลกุลในอากาศ (Airborne Molecular Contaminants : AMCs) ทําให้เกิดปัญหาด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ แม้ว่าจะมีความเข้มข้น ppb ต่ํามากก็ตาม AMC กลายเป็นปัญหาครั้งแรกด้วยการเปิดตัวตัวต้านทานที่ขยายด้วยสารเคมีในช่วงทศวรรษที่ 1990 ข้อบกพร่องเกิดขึ้นเมื่อกรดที่เริ่มต้นด้วยโฟโตไลซ์ภายในต้านทานถูกทําให้เป็นกลางโดยแอมโมเนียในอากาศ (NH ₃) จากห้องคลีนรูม ปฏิสัมพันธ์นี้เป็นข้อบกพร่องของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องเนื่องจากทําให้ความกว้างของเส้นและโครงสร้างของเส้นลดลง ดังนั้นการวัดการปนเปื้อนของโมเลกุลในอากาศของแอมโมเนียในห้องปลอดเชื้อจึงเป็นเรื่องปกติและไอออนโครมาโตกราฟีถูกนํามาใช้มาเป็นเวลานาน

การปนเปื้อนของแอมโมเนียในห้องคลีนรูมอาจเกิดจากแหล่งต่างๆ ที่คาดไม่ถึง เช่น อากาศภายนอกเข้ามา การระเหยของบุคลากร หรือการรั่วไหลจากอุปกรณ์ ในบางครั้งอาจมีเหตุการณ์สุ่มที่ทำให้ความเข้มข้นของแอมโมเนียเพิ่มขึ้นและส่งผลให้เกิดหมอกบนพื้นผิวออปติกของเรติเคิลและกระจก อย่างไรก็ตาม การระบุและกำจัดแหล่งที่มาของการปนเปื้อนแอมโมเนียอย่างรวดเร็วก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อผลผลิตนั้นถือเป็นปัญหา เนื่องจากแอมโมเนียอาจมาจากที่ใดก็ได้

การวิเคราะห์ AMC ด้วยตนเองไม่ได้ให้ความละเอียดเชิงพื้นที่สูงและอาจทำให้การตรวจจับการปนเปื้อนล่าช้า ส่งผลให้การปนเปื้อนแพร่กระจายไปทั่วห้องสะอาดและนำไปสู่ความเสื่อมโทรมของผลผลิต

เพื่อลดการสูญเสียผลผลิตที่เกิดจากการปนเปื้อนโมเลกุลของแอมโมเนียในอากาศ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องได้รับข้อมูลการวิเคราะห์ที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่สูง เพื่อให้สามารถระบุแหล่งปนเปื้อนได้อย่างรวดเร็วและดำเนินมาตรการป้องกันทันที

เสียงของผู้จัดการฝ่ายคุณภาพสิ่งอำนวยความสะดวกในห้องปลอดเชื้อ

• จำเป็นต้องเพิ่มความละเอียดเชิงพื้นที่ของการวิเคราะห์ แต่การสุ่มตัวอย่างและการวิเคราะห์ด้วยตนเองที่เพิ่มขึ้นนั้นมีราคาแพงและมีช่องว่างเวลาค่อนข้างมาก
• ข้อกำหนดในการออกแบบระบบวิเคราะห์แตกต่างกันไปในแต่ละโรงงาน

ในห้องคลีนรูมซึ่งทำการวิเคราะห์ AMC ด้วยมือ การสุ่มตัวอย่างเฉพาะที่จุด [5] ของรูปที่ 1 อาจทำให้เกิดความล่าช้าในการตรวจจับการปนเปื้อนและการแพร่กระจายของ AMC ทั่วทั้งห้องคลีนรูม ระบบการวัดหลายจุด HORIBA ประกอบด้วย Line Selector และระบบตรวจสอบ AMC ที่มีจุดสุ่มตัวอย่างหลายจุด [1] [2] [3] [4] [5] ในรูปที่ 1 ช่วยให้เพิ่มความละเอียดเชิงพื้นที่ของการวิเคราะห์ ซึ่งทำให้ตรวจจับแหล่งที่มาของ AMC ได้เร็วยิ่งขึ้นและดำเนินการแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว ระบบตรวจสอบ AMC หลายจุดดังกล่าวอาจช่วยปรับปรุงผลผลิต คุณภาพของอุปกรณ์ และความน่าเชื่อถือได้

รูปที่ 1 การตรวจสอบ AMC หลายจุด