Rozwiązania do analizy gazów w przemyśle półprzewodnikowym
Spaliny z komór CVD i trawienia (HCl / HF / Cl₂ / SiH₄), kontrola jakości gazów procesowych o wysokiej czystości, piece dyfuzyjne N₂O, wodór o wysokiej czystości jako gaz nośny oraz monitorowanie wilgoci w cleanroomach.
Główni odbiorcy: inżynierowie ds. instalacji i dystrybucji gazów + inżynierowie procesów CVD i trawienia + kierownicy ds. EHS i oczyszczania spalin
Jak odbiorcy z branży półprzewodników i elektroniki podchodzą do analizy gazów
Zakłady produkujące półprzewodniki wykorzystują analizę gazów w trzech odrębnych obszarach: weryfikacji na wlocie i wylocie skruberów oczyszczających spaliny z urządzeń procesowych — pod kątem toksycznych składników powstających podczas CVD i trawienia (produkty uboczne HCl / HF / Cl₂ / SiH₄); kontroli jakości gazów procesowych o wysokiej czystości w punktach dostaw gazów specjalnych i przy przyłączach do urządzeń; oraz monitorowaniu wilgoci i śladowych zanieczyszczeń w cleanroomach i pomieszczeniach pod czystymi strefami. Wykorzystywane technologie to przede wszystkim TDLAS do korozyjnych gazów procesowych, TCD do wodoru dostarczanego luzem oraz analizatory wilgoci z przestrajalnym laserem diodowym. Większość odbiorców wymaga podgrzewanych dróg próbki i materiałów o wysokiej czystości (elektropolerowana stal 316L VAR, nikiel lub PFA).
Wyzwania branży
- Monitorowanie produktów ubocznych CVD i trawienia (HCl / HF / Cl₂ / SiCl₄ / SiH₄) na wlocie i wylocie skrubera w celu weryfikacji skuteczności oczyszczania
- Kwalifikacja gazu procesowego do pieców dyfuzyjnych i LPCVD z N₂O oraz monitorowanie gazów odlotowych
- Weryfikacja czystości wodoru o wysokiej czystości, stosowanego jako gaz nośny (epitaksja, wyżarzanie), na poziomie zanieczyszczeń ppb
- Kontrola jakości gazów dostarczanych luzem i specjalnych (N₂, He, Ar, Cl₂, NH₃) przy odbiorze i dystrybucji
- Monitorowanie wilgoci (H₂O), O₂ i CO₂ w cleanroomach oraz pomieszczeniach pod czystymi strefami zgodnie ze specyfikacją ISO 14644 dla klas 1–10
- Detekcja toksycznych gazów na obwodzie instalacji — przy szafach gazowych, skrzynkach zaworowych i na obrzeżach zakładu
Kluczowe gazy w branży półprzewodników i elektroniki
Wybierz gaz, aby zobaczyć rodzinę analizatorów, dostępne technologie i wskazówki dotyczące doboru do danego pomiaru.
HCl
Chlorowodór
Produkt uboczny procesu w komorze CVD i weryfikacja skuteczności oczyszczania na wlocie i wylocie skrubera — TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki ze stopu Hastelloy.
Zobacz analizatory HClHF
Fluorowodór
Spaliny z trawienia na mokro i CVD oraz detekcja wycieków przy szafach gazowych — TDLAS z układem poboru próbki z Monelu / PFA.
Zobacz analizatory HFCl₂
Chlor
Weryfikacja skuteczności skruberów oczyszczających spaliny z komór trawienia oraz kontrola jakości dystrybucji Cl₂ luzem — podstawową technologią jest UV-DOAS.
Zobacz analizatory chloruN₂O
Podtlenek azotu
Gaz procesowy do pieców dyfuzyjnych i LPCVD oraz oczyszczanie gazów odlotowych — podstawową technologią jest podczerwień GFC.
Zobacz analizatory podtlenku azotuH₂
Wodór
Czystość wodoru jako gazu nośnego w epitaksji i wyżarzaniu oraz bezpieczeństwo LEL przy szafach gazowych — do pomiaru gazu procesowego stosuje się TCD dla dużych stężeń %vol, a do celów bezpieczeństwa czujnik katalityczny.
Zobacz analizatory wodoruH₂O
Wilgoć
Kontrola wilgoci w gazach procesowych o ultrawysokiej czystości i cleanroomach na poziomie ppb — technologie TDLAS / CRDS.
Zobacz analizatory wilgociModele do zastosowań w branży półprzewodników i elektroniki
Analizatory często wybierane do zastosowań w branży półprzewodników i elektroniki — dobrane do gazów, warunków procesu i typowych dla tej branży wymagań dotyczących czystości.
ZS8100-HClAnalizator procesowy chlorowodoru ZS8100-HCl
Analizator TDLAS do pomiaru HCl na poziomie ppm w spalinach z komór CVD i trawienia oraz do weryfikacji skuteczności oczyszczania w skruberach.
Procesowy analizator HCl TDLAS do monitorowania procesu i skuteczności oczyszczania w skruberach, z podgrzewanym układem poboru próbki ze stopu Hastelloy, do spalin CVD i pomiarów przy szafach gazowych.
ZS8100-HFAnalizator procesowy fluorowodoru ZS8100-HF
Analizator TDLAS do pomiaru HF w niskim zakresie ppm w spalinach z trawienia na mokro i CVD, z układem poboru próbki z Monelu / PFA.
Procesowy analizator HF TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Monelu / PFA do oczyszczania spalin z trawienia na mokro i CVD.
ZS-UVDOAS-CL2Analizator procesowy chloru
Analizator UV-DOAS do pomiaru chloru w fazie gazowej w spalinach z komór trawienia oraz kontroli jakości dystrybucji Cl₂ luzem.
Analizator chloru UV-DOAS do weryfikacji skuteczności skruberów oczyszczających spaliny z komór trawienia oraz kontroli jakości dystrybucji Cl₂ luzem.
ZS8100-H2OAnalizator wilgoci procesowej
Analizator TDLAS do pomiaru H₂O w zakresie od niskich wartości ppm do ppb w gazie procesowym o wysokiej czystości oraz do kontroli jakości w cleanroomach.
Analizator wilgoci do kontroli jakości gazu procesowego o wysokiej czystości oraz H₂O w cleanroomach, w zakresie od niskich wartości ppm do ppb.
ZS6300-H2Analizator procesowy wodoru ZS6300-H2
Analizator TCD do kontroli czystości wodoru na poziomie %vol w gazie nośnym do epitaksji i wyżarzania.
Analizator wodoru TCD do kontroli czystości gazu nośnego do epitaksji i wyżarzania przy wysokich stężeniach %vol (tor procesowy; bezpieczeństwo %LEL monitorują osobne modele z czujnikiem katalitycznym).
Wymagania regulacyjne w branży półprzewodników i elektroniki
Normy, które zwykle określają wymagania techniczne dotyczące monitorowania w branży półprzewodników i elektroniki. Szczegóły certyfikacji poszczególnych modeli podano na stronach produktów.
- SEMI S2 — wytyczne dotyczące ochrony środowiska, zdrowia i bezpieczeństwa dla urządzeń do produkcji półprzewodników
- SEMI F57 — wymagania dla systemów dystrybucji wody ultraczystej i chemikaliów ultraczystych
- ISO 14644 — cleanroomy i powiązane środowiska kontrolowane (specyfikacja dla klas 1–10)
- ISO 14698 — kontrola zanieczyszczeń biologicznych w cleanroomach
- SEMI C3.29 / C3.44 — normy dotyczące gazów specjalnych (czystość HCl, HF, NH₃)
- Specyfikacje Compressed Gas Association (CGA) serii G dla gazów przemysłowych dostarczanych luzem
- US OSHA 29 CFR 1910.1200 / SEMICONDUCTOR NESHAP, jeśli mają zastosowanie
Doświadczenia z zakładów półprzewodników i elektroniki
Przykładowe wdrożenia i typowe konfiguracje stosowane w zakładach produkujących półprzewodniki.
Typowe wdrożenie — monitorowanie HCl / HF na wylocie skrubera CVD w zakładzie z waflami 300 mm
Przykładowa konfiguracja wdrożona w zakładzie produkującym układy logiczne na waflach 300 mm. Monitor spalin HCl + HF oparty na TDLAS, zainstalowany na wylocie mokrego skrubera CVD, zapewnia ciągłą weryfikację skuteczności oczyszczania. Zastępuje kwartalne kontrole rurkami Draeger i pozwala ustalić ciągłą wartość bazową parametrów pracy zgodnie z SEMI S2.
Wyzwanie
Spaliny z procesu CVD, zawierające HCl i HF, przepływają przez mokry skruber przed uwolnieniem. Wymagania regulacyjne i nadzór EHS wymagają ciągłego, ilościowego potwierdzenia, że skruber osiąga projektowaną skuteczność — nie tylko podczas kwartalnych audytów. Kontrole punktowe rurkami Draeger nie wykrywają przejściowych skoków stężeń podczas czyszczenia komór ani zmian składu chemicznego w skruberze, a związki fluoru szybko zanikają w standardowych elementach instalacji poboru próbki ze stali nierdzewnej.
Rozwiązanie
- Analizator HCl TDLAS (klasa ZS8100-HCl) i analizator HF TDLAS (klasa ZS8100-HF) na wylocie mokrego skrubera; każdy z własną podgrzewaną pętlą próbki, która pozwala zachować właściwości gazów kwaśnych
- Elementy zwilżane z Monelu 400 i wewnętrzne przewody PFA w przewodzie HF zapobiegają oddziaływaniu fluorków na chrom zawarty w stali nierdzewnej
- Podgrzewany przewód poboru próbki utrzymuje temperaturę 130–180 °C, wyższą od punktu rosy HF, na całej drodze od końcówki sondy do wlotu analizatora
- Ciągły strumień danych trafia do systemu EHS zakładu, zapewniając bazę parametrów pracy i alarmy odchyleń zgodnie z SEMI S2
Rezultat
- Weryfikacja skuteczności oczyszczania zmienia się z kwartalnej kontroli punktowej w ciągłe potwierdzanie
- Przejściowe skoki stężeń podczas cykli czyszczenia komór stają się widoczne i można na nie reagować
- Dokumentacja SEMI S2 zawiera dowody z pomiarów ciągłych zamiast zapisów z kontroli rurkami Draeger
- Wymagania dotyczące materiałów poboru próbki dla fluorków są udokumentowane i możliwe do skontrolowania w ramach kwalifikacji urządzeń
Linki do głównego katalogu
Zapoznaj się z szerszą ofertą GESHINE, przeglądając ją według rodzaju gazu lub technologii pomiarowej.
Kategorie gazów
Potrzebują Państwo wsparcia inżynieryjnego przy tym projekcie?
Oprócz doboru analizatorów GESHINE wspiera projektowanie systemów, dostawę i obsługę instalacji takich jak ta przez cały okres eksploatacji.
FAQ dotyczące analizy gazów w branży półprzewodników i elektroniki
Pytania często zadawane podczas zakupów i opracowywania specyfikacji dla tej branży.
Jakie materiały są wymagane do poboru próbek HF ze spalin w zakładzie?
Do poboru próbek HF ze spalin z trawienia na mokro i CVD wymagane są elementy zwilżane z Monelu 400 (lub stopów niklu) oraz wewnętrzne przewody PFA. Stal nierdzewna jest nieodpowiednia — jony fluorkowe reagują z chromem, tworząc lotny CrF₂, co powoduje uszkodzenie materiału i zanieczyszczenie próbki. Podgrzewany przewód poboru próbki musi mieć temperaturę wyższą od punktu rosy HF (zwykle 130–180 °C, zależnie od zawartości wody) na całej drodze od końcówki sondy do wlotu analizatora. ZS8100-HF jest standardowo konfigurowany zgodnie z tymi wymaganiami.
Jak analizatory TDLAS spełniają wymagania dotyczące gazów procesowych o wysokiej czystości?
Analizatory TDLAS mierzą próbkę przez zamkniętą drogę optyczną, bez kontaktu z odczynnikami eksploatacyjnymi czy membranami, co pozwala zachować jej czystość. Do monitorowania H₂O, O₂ i śladowych zanieczyszczeń w gazach specjalnych o wysokiej czystości, w zakresie ppb, korpus analizatora ma zwykle elementy zwilżane z elektropolerowanej stali 316L VAR lub niklu oraz metalowe gniazda zaworów. Sama spektroskopia nie zużywa ani nie zanieczyszcza próbki — to kluczowa zaleta w porównaniu z metodami elektrochemicznymi i paramagnetycznymi.
Czy GFC to właściwa technologia do pomiaru N₂O w branży półprzewodników?
Tak, do monitorowania gazu procesowego w piecach dyfuzyjnych i LPCVD oraz gazów odlotowych po oczyszczaniu. GFC (klasa ZS6500-N2O) kompensuje dryft matrycy gazowej powodowany przez H₂O i CO₂, wykorzystując charakterystyczne pasmo N₂O przy 4,5 μm, dzięki czemu sprawdza się przy pomiarach na wylocie mokrego skrubera. Do pomiarów N₂O na poziomie poniżej ppb, wymaganych w audytach (rzadko w zakładach półprzewodnikowych, ale możliwych w pracach badawczo-rozwojowych), należy stosować TDLAS lub CRDS, a nie GFC.
Czy jeden analizator może obsługiwać pomiary procesowe i pomiary bezpieczeństwa w zakładzie?
Zwykle nie. Analizatory procesowe (TDLAS, GFC, UV-DOAS) zapewniają dokładny pomiar określonego strumienia gazu w zakresie od ppm do %vol; detektory bezpieczeństwa (ogniwa elektrochemiczne, czujniki katalityczne, detektory podczerwieni do pomiarów punktowych) służą do alarmowania przy stężeniach %LEL lub na poziomie TLV i wymagają wielopunktowego pokrycia. W zakładach zwykle stosuje się oba typy urządzeń, z oddzielnymi sieciami, kalibracją i procedurami SIL. GESHINE oferuje osobne rodziny produktów: analizatory procesowe w kategoriach poszczególnych gazów, a detektory bezpieczeństwa / LEL w kategorii detektorów gazów palnych.
Nie widzą Państwo swojego przypadku? Prosimy opisać zakład lub instalację, zastosowanie i wymagania regulacyjne. Inżynierowie aplikacyjni odpowiedzą w ciągu 48 godzin.
Określ zakres projektu analizy gazów w branży półprzewodników
Prosimy opisać zastosowanie (weryfikacja skuteczności oczyszczania spalin z CVD i trawienia, piec dyfuzyjny, kontrola jakości gazów dostarczanych luzem lub specjalnych, wilgoć w cleanroomie, gaz nośny o wysokiej czystości lub bezpieczeństwo na obwodzie zakładu), mierzone składniki, zakres stężeń (ppb do %vol) oraz wymagania dotyczące materiałów i czystości (elektropolerowana stal 316L VAR, nikiel, PFA). Inżynierowie aplikacyjni GESHINE dobiorą konfigurację analizatorów i układ poboru próbki oraz przygotują zapytanie ofertowe w ciągu 48 godzin.
- Obszar zakładu i jednostka procesowa (półprzewodniki i elektronika)
- Mierzone składniki i zakres stężeń
- Wymagania regulacyjne (zob. lista norm powyżej)
- Weryfikacja skuteczności oczyszczania / zastosowanie procesowe czy związane z bezpieczeństwem
- Zakres poboru próbki i materiały (podgrzewana droga próbki, punkt rosy, elementy zwilżane o wysokiej czystości)
- Ilość, harmonogram projektu i partner odpowiedzialny za integrację
Konsultacja dotycząca zastosowań w branży półprzewodników i elektroniki
Inżynierowie aplikacyjni dobiorą konfigurację analizatorów, układ poboru próbki i odpowiednie materiały do zastosowań w branży półprzewodników i elektroniki.
