Gasanalyselösungen für die Halbleiterindustrie
Abgas aus CVD- und Ätzkammern (HCl / HF / Cl₂ / SiH₄), Qualitätssicherung hochreiner Prozessgase, N₂O in Diffusionsöfen, hochreines H₂ als Trägergas und Überwachung der Reinraumfeuchte.
Primäre Ansprechpartner: Anlagen- und Gasversorgungstechnik + CVD-/Ätzprozessingenieurwesen + EHS- und Abluftreinigungsverantwortliche
Wie Einkäufer in der Halbleiter- und Elektronikindustrie Gasanalytik beurteilen
Halbleiterfabriken setzen Gasanalytik in drei klar abgegrenzten Bereichen ein: zur Überprüfung der Ein- und Austritte von Abgaswäschern an Prozessanlagen bei toxischen CVD- und Ätzgasen (HCl / HF / Cl₂ / SiH₄-Nebenprodukte), zur Qualitätssicherung hochreiner Prozessgase am Gasversorgungshof und am Anschluss der jeweiligen Produktionsanlage sowie zur Überwachung von Feuchte und Spurenverunreinigungen im Reinraum und Untergeschoss. Technisch kommen vor allem TDLAS für korrosive Prozessgase, TCD für Wasserstoff in großen Mengen und abstimmbare Diodenlaser-Feuchteanalysatoren zum Einsatz. Die meisten Käufer spezifizieren beheizte Messgasleitungen und hochreine Werkstoffe (elektropolierter 316L VAR, Nickel oder PFA).
Herausforderungen der Branche
- Überwachung von HCl / HF / Cl₂ / SiCl₄ / SiH₄-Nebenprodukten aus CVD- und Ätzkammern am Ein- und Austritt des Wäschers zur Überprüfung der Abscheideleistung
- Qualifizierung von Prozessgasen und Überwachung des Abgases in N₂O-Diffusions- und LPCVD-Öfen
- Reinheitsprüfung von hochreinem Wasserstoff als Trägergas für Epitaxie und Tempern auf Verunreinigungen im ppb-Bereich
- Qualitätssicherung bei Eingang und Verteilung von Industriegasen und Spezialgasen (N₂, He, Ar, Cl₂, NH₃) am Gasversorgungshof
- Überwachung von Feuchte (H₂O), O₂ und CO₂ im Reinraum und Untergeschoss gemäß ISO 14644, Klassen 1–10
- Nachweis toxischer Gase (HCl / HF / Cl₂) im Umfeld von Gasschränken, Ventilverteilerschränken und am Rand des Fabrikgeländes
Wichtige Gase in der Halbleiter- und Elektronikindustrie
Wählen Sie ein Gas aus, um die passende Gasanalysatorfamilie, verfügbare Technologien und den Auswahlleitfaden für dieses Messziel anzuzeigen.
HCl
Chlorwasserstoff
Nebenprodukt aus CVD-Kammern und Überprüfung der Abscheidung am Ein- und Austritt des Wäschers — TDLAS mit beheizter Probenahmeleitung aus Hastelloy.
HCl-Gasanalysatoren anzeigenHF
Fluorwasserstoff
Nassätzen und CVD-Abgas sowie Lecknachweis im Umfeld von Gasschränken — TDLAS mit Probenahme aus Monel / PFA.
HF-Gasanalysatoren anzeigenCl₂
Chlor
Überprüfung des Abgaswäschers an Ätzkammern und Qualitätssicherung bei der Verteilung von Cl₂ in großen Mengen — primäre Technologie: UV-DOAS.
Chlor-Gasanalysatoren anzeigenN₂O
Distickstoffmonoxid
Prozessgas in Diffusions- und LPCVD-Öfen sowie Abgasreinigung — primäre Technologie: GFC-Infrarot.
Distickstoffmonoxid-Gasanalysatoren anzeigenH₂
Wasserstoff
Reinheit des Trägergases für Epitaxie und Tempern sowie LEL-Sicherheit in Gasschränken — %vol im Prozessgas mit TCD, katalytischer Sensor zur Sicherheitsüberwachung.
Wasserstoff-Gasanalysatoren anzeigenH₂O
Feuchte
Qualitätssicherung von ultrahochreinen Prozessgasen und Reinraumfeuchte im ppb-Bereich — TDLAS- / CRDS-Technologien.
Feuchte-Gasanalysatoren anzeigenProdukte für Anwendungen in der Halbleiter- und Elektronikindustrie
Häufig für Anwendungen in der Halbleiter- und Elektronikindustrie ausgewählte Gasanalysatoren — abgestimmt auf die für diese Branche typischen Gase, Prozessbedingungen und Reinheitsziele.
ZS8100-HClZS8100-HCl Prozessgasanalysator für Chlorwasserstoff
TDLAS-Gasanalysator zur Messung von HCl im ppm-Bereich in CVD- und Ätzkammerabgasen sowie zur Überprüfung der Abscheidung im Wäscher.
TDLAS-Prozessgasanalysator für HCl zur Überwachung des Prozesses und des Abgaswäschers, mit beheizter Probenahme aus Hastelloy für CVD-Abgas und den Bereich um Gasschränke.
ZS8100-HFZS8100-HF Prozessgasanalysator für Fluorwasserstoff
TDLAS-Gasanalysator für HF im niedrigen ppm-Bereich in Nassätz- und CVD-Abgasen, mit Probenahme aus Monel / PFA.
TDLAS-Prozessgasanalysator für HF mit beheizter Probenahme aus Monel / PFA zur Abgasreinigung bei Nassätz- und CVD-Prozessen.
ZS-UVDOAS-CL2Prozessgasanalysator für Chlor
UV-DOAS-Gasanalysator für gasförmiges Cl₂ im Abgas von Ätzkammern und zur Qualitätssicherung bei der Verteilung von Cl₂ in großen Mengen.
UV-DOAS-Chlor-Gasanalysator zur Überprüfung des Abgaswäschers an Ätzkammern und zur Qualitätssicherung bei der Verteilung von Cl₂ in großen Mengen.
ZS8100-H2OProzessgasanalysator für Feuchte
TDLAS-Gasanalysator zur Messung von H₂O im niedrigen ppm- bis ppb-Bereich in hochreinen Prozessgasen und zur Reinraumüberwachung.
Feuchte-Gasanalysator für hochreine Prozessgase und zur Qualitätssicherung von H₂O im Reinraum im niedrigen ppm- bis ppb-Messbereich.
ZS6300-H2ZS6300-H2 Prozessgasanalysator für Wasserstoff
TCD-Gasanalysator zur Reinheitsmessung von Wasserstoff im großen %vol-Bereich in Trägergasen für Epitaxie und Tempern.
TCD-Wasserstoff-Gasanalysator zur Reinheitsmessung im großen %vol-Bereich in Trägergasen für Epitaxie und Tempern (Prozessgasweg; Sicherheitsüberwachung in %LEL mit separaten Produkten mit katalytischem Sensor).
Rechtliche Rahmenbedingungen für die Halbleiter- und Elektronikindustrie
Normen, die üblicherweise die Überwachungsspezifikationen in der Halbleiter- und Elektronikindustrie bestimmen. Zertifizierungsangaben zu den einzelnen Produkten finden Sie auf der jeweiligen Produktseite.
- SEMI S2 — Leitlinie zu Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsaspekten für Anlagen zur Halbleiterfertigung
- SEMI F57 — Anforderungen an Verteilungssysteme für Reinstwasser und hochreine Chemikalien
- ISO 14644 — Reinräume und zugehörige Reinraumbereiche (Spezifikation für Klassen 1–10)
- ISO 14698 — Biokontaminationskontrolle in Reinräumen
- SEMI C3.29 / C3.44 — Normen für Spezialgase (Reinheit von HCl, HF, NH₃)
- CGA G-series: Spezifikationen der Compressed Gas Association für Industriegase in großen Mengen
- US OSHA 29 CFR 1910.1200 / SEMICONDUCTOR NESHAP, sofern zutreffend
Praxiserfahrung in der Halbleiter- und Elektronikindustrie
Installationen und typische Betriebsprofile in Halbleiterfabriken.
Typische Installation — HCl- / HF-Überwachung am Wäscher-Austritt eines CVD-Prozesses in einer 300-mm-Fabrik
Beispielprofil einer Installation in einer 300-mm-Logikchipfabrik. Ein TDLAS-basiertes HCl- und HF-Abgasüberwachungssystem am Austritt des Nasswäschers einer CVD-Anlage ermöglicht die kontinuierliche Überprüfung der Abscheideleistung. Es ersetzt vierteljährliche Kontrollen mit Dräger-Röhrchen und schafft eine kontinuierliche Leistungsreferenz gemäß SEMI S2.
Herausforderung
Das Prozessabgas der CVD-Anlage wird vor der Freisetzung durch einen Nasswäscher geleitet, der HCl und HF abscheidet. Vorschriften und EHS-Anforderungen verlangen einen kontinuierlichen quantitativen Nachweis, dass der Wäscher seine Auslegungsleistung erreicht, und nicht nur bei vierteljährlichen Prüfungen. Stichproben mit Dräger-Röhrchen erfassen keine vorübergehenden Spitzen während der Kammerreinigung oder bei Schwankungen der Wäscherchemie. Zudem gehen Fluoridverbindungen in herkömmlichen Probenahmesystemen aus Edelstahl schnell verloren.
Lösung
- TDLAS-HCl-Gasanalysator (Klasse ZS8100-HCl) und TDLAS-HF-Gasanalysator (Klasse ZS8100-HF) am Austritt des Nasswäschers, jeweils mit eigenem beheiztem Messgaskreislauf zur Erhaltung der Integrität der Säuregase
- Medienberührte Teile aus Monel 400 und interne PFA-Leitungen in der HF-Leitung verhindern, dass Fluorid das Chrom im Edelstahl angreift
- Beheizte Probenahmeleitung von der Sondenspitze bis zum Gasanalysatoreintritt auf 130–180 °C über dem HF-Taupunkt gehalten
- Kontinuierlicher Datenstrom an das EHS-System der Fabrik als Leistungsreferenz gemäß SEMI S2 und für Abweichungsalarme
Ergebnis
- Die Überprüfung der Abscheideleistung wechselt von vierteljährlichen Stichproben zur kontinuierlichen Bestätigung
- Vorübergehende Spitzen während der Reinigungszyklen der Kammer werden sichtbar und können gezielt behandelt werden
- Die Dokumentation gemäß SEMI S2 enthält nun Nachweise kontinuierlicher Messungen statt Aufzeichnungen von Dräger-Röhrchen
- Die Anforderungen an Fluorid-spezifische Probenahmematerialien sind dokumentiert und lassen sich bei der Anlagenqualifizierung überprüfen
Querverweise zum Hauptkatalog
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Gaskategorien
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FAQ zur Gasanalytik in der Halbleiter- und Elektronikindustrie
Häufige Fragen bei Beschaffung und Spezifikation in dieser Branche.
Welche Werkstoffe sind bei der HF-Probenahme in Fabrikabgasen vorgeschrieben?
Für HF-Abgase aus Nassätz- und CVD-Prozessen müssen alle medienberührten Teile aus Monel 400 (oder Nickellegierungen) bestehen und interne Leitungen aus PFA verwendet werden. Edelstahl ist ungeeignet: Fluoridionen greifen Chrom an und bilden flüchtiges CrF₂, wodurch der Werkstoff versagt und das Messgas verunreinigt wird. Die beheizte Probenahmeleitung muss von der Sondenspitze bis zum Gasanalysatoreintritt über dem HF-Taupunkt liegen (typischerweise 130–180 °C, abhängig vom Wassergehalt). Der ZS8100-HF wird standardmäßig mit diesen Spezifikationen geliefert.
Wie erfüllen TDLAS-Gasanalysatoren die Anforderungen an hochreine Prozessgase?
TDLAS-Gasanalysatoren messen entlang eines geschlossenen optischen Wegs. Dabei kommt das Messgas nie mit Verbrauchsreagenzien oder Membranen in Kontakt, sodass seine Reinheit erhalten bleibt. Für die Überwachung von H₂O, O₂ oder Spurenverunreinigungen im ppb-Bereich in hochreinen Spezialgasen bestehen das Gehäuse des Gasanalysators und andere medienberührte Teile üblicherweise aus elektropoliertem 316L VAR oder Nickel; außerdem werden Ventilsitze vollständig aus Metall verwendet. Die Spektroskopie selbst verbraucht oder verunreinigt das Messgas nicht — ein wichtiger Vorteil gegenüber elektrochemischen oder paramagnetischen Alternativen.
Ist GFC die richtige Technologie für N₂O in der Halbleiterfertigung?
Ja, zur Überwachung von Prozessgasen in Diffusions- und LPCVD-Öfen sowie von Abgasen nach der Reinigung. GFC (Klasse ZS6500-N2O) referenziert sich bei der N₂O-Fingerabdruckwellenlänge von 4,5 μm selbst gegenüber Drift durch H₂O- und CO₂-Gasmatrixeffekte und eignet sich daher gut für Austritte von Nasswäschern. Für N₂O-Messungen im Sub-ppb-Bereich mit Prüfgenauigkeit (in Fabriken selten, aber in der Forschung und Entwicklung möglich) kommen TDLAS oder CRDS infrage, nicht GFC.
Kann derselbe Gasanalysator Prozess- und Sicherheitsaufgaben in einer Halbleiterfabrik übernehmen?
In der Regel nicht. Prozessgasanalysatoren (TDLAS, GFC, UV-DOAS) messen in einem bestimmten Gasstrom mit Richtigkeit von ppm bis %vol. Sicherheitsdetektoren (elektrochemische Messzellen, Sensoren mit katalytischer Perle, IR-Punktmessung) dienen der Alarmierung bei %LEL- oder TLV-Werten und decken mehrere Messpunkte ab. Halbleiterfabriken betreiben üblicherweise beide Systeme mit getrennten Netzwerken, Kalibrierungen und SIL-Verfahren. GESHINE führt sie als separate Produktfamilien: Prozessgasanalysatoren in den jeweiligen Gaskategorien und Sicherheits- bzw. LEL-Detektoren unter Detektoren für brennbare Gase.
Deckt das Ihre Anwendung nicht ab? Teilen Sie uns die Anlage, den Einsatzfall und die rechtlichen Rahmenbedingungen mit. Unsere Anwendungstechnik meldet sich innerhalb von 48 Stunden bei Ihnen.
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Teilen Sie uns den Einsatzfall mit (Überprüfung der Abscheidung von CVD- und Ätzabgasen, Diffusionsöfen, Qualitätssicherung bei Industriegasen und Spezialgasen, Reinraumfeuchte, hochreine Trägergase oder Sicherheitsüberwachung am Fabrikrand), ebenso die Zielkomponente, den Konzentrationsbereich (ppb bis %vol) sowie die Anforderungen an Werkstoffe und Reinheit (elektropolierter 316L VAR, Nickel, PFA). Die Anwendungstechniker von GESHINE legen die Gasanalysatorausstattung und Probenahmearchitektur aus und erstellen innerhalb von 48 Stunden ein Angebot.
- Fabrikbereich und Prozesseinheit (Halbleiter und Elektronik)
- Zielkomponente und Konzentrationsbereich
- Rechtliche Rahmenbedingungen (siehe Normenliste oben)
- Einsatz zur Überprüfung der Abscheidung, Prozessmessung oder Sicherheitsüberwachung
- Anforderungen an Probenahme und Werkstoffe (beheizte Leitung, Taupunkt, hochreine medienberührte Teile)
- Menge, Projektzeitplan und Integrationspartner
Anwendungsberatung für die Halbleiter- und Elektronikindustrie
Unsere Anwendungstechniker legen die Gasanalysatorausstattung, die Probenahmearchitektur und die geeigneten Werkstoffe für Ihre Anwendung in der Halbleiter- und Elektronikindustrie aus.
