Como garantir a qualidade no fabrico de semicondutores OEM

Semiconductor Wafer

Resolvendo os problemas de medição de traços de humidade no fabrico de semicondutores

O futuro do mercado de chips semicondutores parece promissor. Após os desafios alimentados pela pandemia de Covid e uma crise de custo de vida - escassez de oferta de chips, desafios com o cálculo da procura - há sinais encorajadores de que a indústria está a começar a emergir com um novo ímpeto a longo prazo. Isto é impulsionado pelos avanços tecnológicos, combinados com o reconhecimento generalizado pelos governos de que os semicondutores são vitais para o desenvolvimento tecnológico futuro, a segurança económica e o crescimento. 

Na Europa, a UE introduziu o Chip Act, enquanto na América o CHIPS and Science Act 2022 já foi assinado como lei pela administração Biden. Ambas se destinam a estimular um maior crescimento das respetivas indústrias de semicondutores nacionais. Espera-se que a lei da UE, por exemplo, desencadeie cerca de 43 mil milhões de euros de novos investimentos do setor público e privado, ajudando a impulsionar a investigação futura, a expandir a capacidade de fabrico, a proporcionar uma maior resiliência da cadeia de abastecimento e a criar novos postos de trabalho. 

Colocar o fabrico de semicondutores no centro de uma estratégia industrial mais ampla é fundamental para apoiar o desenvolvimento de mercados que dependem de um poder computacional e digital cada vez maior - 5G, IoT, IA, veículos autónomos, cidades inteligentes e assim por diante. É também um factor importante para satisfazer as necessidades em evolução das empresas e dos consumidores. 

Ao mesmo tempo, estamos a assistir à inovação na conceção e produção de dispositivos semicondutores. Isto inclui:

  • Investigação sobre o desenvolvimento de nanotubos de carbono
  • Copolímeros de bloco de auto-montagem dirigida para reduzir o passo do padrão abaixo de 10nm
  • Integração heterogénea 3DIC
  • O uso de grafeno e outros novos materiais compostos, para criar chips que ocupam áreas menores com maior poder de computação e ainda menor consumo de energia.
  • A miniaturização exige ainda mais do controle de qualidade

    À medida que os tamanhos dos chips diminuem e se tornam mais complexos, os processos de fabrico terão de se tornar cada vez mais sofisticados, com especificações e tolerâncias de produção cada vez mais apertadas. Por sua vez, isto colocará uma maior dependência no desempenho dos sensores e instrumentos que monitorizam e controlam as condições do processo, para minimizar o risco de queda dos rendimentos ou de eliminação de lotes inteiros de bolachas. 

    Em particular, a pureza exacta de vários gases especializados de pureza ultra-alta utilizados para o fabrico de semicondutores é fundamental para o sucesso de cada fase do processo de produção de semicondutores, desde a deposição, litografia e gravação, até à dopagem, recozimento e limpeza da câmara.

    A chave para detectar a humidade para controlar a qualidade

    O teor de humidade residual nos gases de processo é um factor-chave que determina a eficiência, a consistência e a qualidade do processo de produção OEM e, por conseguinte, os potenciais valores de rendimento. Os vestígios de humidade causam uma série de problemas que podem ser difíceis de detectar; estes incluem a oxidação, a adesão de fotoresistências e a capacidade de caracterizar e prever a consistência de cada fase do processo.

    Tradicionalmente, a detecção de vestígios de humidade através da medição precisa do ponto de orvalho tem sido problemática, exigindo a utilização de analisadores de humidade e técnicas analíticas complexas - e dispendiosas. Muitos desses problemas foram superados com o desenvolvimento de sensores de ponto de orvalho de óxido de metal cerâmico em linha de custo relativamente baixo, que fornecem instrumentos extremamente precisos e de resposta rápida, capazes de detectar níveis de humidade vestigiais até algumas partes por milhão em gases de pureza ultra-alta. 

    O mais recente destes instrumentos, o Pura Advanced Online 2, pode ser fornecido como um hygrometer ou transmissor, para utilização por OEMs de semicondutores em cada fase da sua operação de produção. O Pura oferece níveis excepcionais de estabilidade e repetibilidade, pode medir o ponto de orvalho até -120 °Cdp, tem uma precisão de ±1 °C a -60 °Cdp e fornece uma resposta rápida a alterações nas condições do processo. Para além disso, o novo sensor está disponível em versões intrinsecamente seguras, com aprovação total ATEX, UKCA e IECEx. É apoiado pelos nossos serviços técnicos, de manutenção e calibração abrangentes e pode também ser fornecido como parte do nosso Programa de Troca de Sensores, concebido para ajudar os OEM a minimizar a manutenção e o tempo de inactividade.

    Instrumentos como o Pura Advanced Online 2 são vitais para os OEMs de semicondutores, uma vez que actuam como instrumentos-chave para garantir o desempenho das operações de produção existentes e, à medida que os chips se tornam cada vez mais pequenos e mais complexos, para facilitar o desenvolvimento futuro e o crescimento do fabrico.

    Saiba mais sobre os nossos produtos para detecção de traço de impurezas em gases semicondutores.

    Somos os maiores especialistas mundiais em monitorização da humidade e medição do ponto de orvalho. Dispomos de oito tecnologias diferentes que abrangem todas as aplicações de humidade, apoiadas por uma assistência técnica e ao cliente inigualável. Para saber mais, fale com um dos nossos especialistas em aplicações hoje.

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