반도체 공정의 실시간 앰플 모니터링 및 누설 감지
인피콘 SemiQCM 센서는 팹이 공정 중단을 방지하여 공정 안정성을 높이고 폐기물을 줄이는 데 도움을 줍니다.
반도체 산업에서는 제조 공정의 정밀도와 일관성이 매우 중요합니다. 화학 기상 증착(CVD) 및 원자층 증착(ALD)과 같은 고급 증착 기술은 정확한 두께와 특성을 가진 박막을 형성하기 위해 전구체를 저장하고 디스펜싱하는 앰플에 의존합니다. 공정 도중에 앰플이 적시에 감지되지 않고 건조해지면 필름 불균일성, 결함, 디바이스 고장이 발생하여 전체 웨이퍼 배치의 무결성이 위태로워질 수 있습니다. 이러한 중단은 수율을 저하시키고 생산 비용을 증가시키며 귀중한 재료를 낭비하게 됩니다.
반도체 CVD 챔버의 전면에 설치된 INFICON SemiQCM® SR 센서 또는 SemiQCM® CR 센서는 전구체 전달과 함께 결함을 실시간으로 감지할 수 있습니다. 쿼츠 크리스탈 마이크로밸런스 기술을 사용하는 SemiQCM 센서는 인피콘 IMM-200 주파수 모니터와 결합하여 질량 변화의 미세한 변화도 감지할 수 있어 전구체 흐름 역학에 대한 실시간 통찰력을 제공합니다. 프리커서의 끓는점이 높은 경우 프리커서 전달 실패는 단 한 장의 웨이퍼를 처리한 후에도 식별할 수 있습니다.
이러한 성과를 보여주는 좋은 예가 바로 몰리브덴(Mo) 프리커서 모니터링입니다. 공정 챔버보다 온도가 낮은 반도체 공정 장비의 전면을 따라 전략적으로 SemiQCM 센서를 배치함으로써 이 센서는 5염화몰리브덴(MoCl5) 또는 이산화몰리브덴(MoO2Cl2) 프리커서 증기 응축의 변화를 감지할 수 있습니다. 프리커서(MoCl5 또는 MoO2Cl2)가 축적되면 추가된 질량으로 인해 측정 가능한 주파수 이동을 유도합니다.
눈에 띄는 주파수 강하는 SemiQCM 센서에 응축된 프리커서가 축적되었음을 나타내며 시스템에 프리커서가 존재함을 나타냅니다. 반대로 안정된 주파수는 센서에 응축된 프리커서가 없음을 의미하며, 앰플이 고갈되었음을 나타냅니다. SemiQCM 센서는 이러한 주파수 변화를 지속적으로 모니터링함으로써 프리커서 고갈을 정확하게 감지하여 경고 또는 자동 응답을 트리거하여 공정 안정성을 유지합니다.
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이러한 지속적인 모니터링을 통해 SemiQCM 센서는 챔버 또는 처리 시스템 내에서 잠재적인 누설을 식별하여 향상된 프로세스 안정성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.
누설 조건에서 SemiQCM 센서는 산소(O2)가 캐리어 가스 라인으로 침입하여 프리커서(MoCl5 또는 MoO2Cl2) 분압을 감소시키고 증착을 방해하기 때문에 더 큰 주파수 이동을 나타냅니다. 웨이퍼가 프리커서 결핍으로 인해 심각한 두께 손실을 경험하는 동안 SemiQCM 센서의 모든 MoCl5 또는 Mo는 O2와 반응하여 고밀도 Mo/O 화합물을 형성합니다. 이러한 산화는 감지된 질량을 크게 증가시켜 정상 조건에 비해 훨씬 더 큰 주파수 강하를 일으킵니다. 이렇게 뚜렷하게 다른 주파수 변화는 비정상적인 프리커서 동작을 나타내므로 누설을 조기에 감지하고 잠재적인 공정 중단을 방지할 수 있습니다.
반도체 제조가 전 세계적으로 계속 확장됨에 따라 모든 제조 단계에서 흔들림 없는 정밀도와 일관성을 유지하는 것이 매우 중요해졌습니다. 반도체 제조업체는 SemiQCM 센서가 제공하는 이점을 활용하여 실시간 공정 안정성을 보장하고 결함을 최소화하며 생산 효율성을 최적화할 수 있습니다.