En todas las principales instalaciones de fabricación de semiconductores, las materias primas y los productos químicos se compran de fuentes externas. Esto puede provocar un gran problema de calidad si los materiales entrantes no están a la altura de los estándares de calidad de sus instalaciones. Simplemente, las materias primas de mala calidad darán lugar a circuitos integrados por debajo de la media.
METTLER TOLEDO cuenta con una línea de equipos de inspección, validación y cualificación que garantizarán que las materias primas y los productos químicos entrantes sean de la calidad suficiente para cumplir con sus especificaciones y las demandas de calidad del producto final.
La creación de un semiconductor comienza con silicio en bruto que debe refinarse para lograr la forma monocristalina ultrapura necesaria para la fabricación de semiconductores. Las plantas de producción comienzan purificando el silicio en bruto para eliminar las impurezas antes de fundirlo. Esto es esencial para garantizar el rendimiento y la fiabilidad del semiconductor final. El proceso de crecimiento de los cristales permite que los átomos de silicio se reorganicen en una sola estructura cristalina a medida que se solidifican, formando un gran lingote de silicio cilíndrico final. Durante el crecimiento del cristal, se añaden impurezas específicas, o dopantes, para modificar las propiedades eléctricas del cristal y crear semiconductores de tipo p o tipo n. Finalmente, el lingote de silicio cultivado se somete a un recocido, un tratamiento térmico que elimina las tensiones y los defectos de la estructura cristalina, lo que garantiza la uniformidad y la calidad.
El proceso de extracción de lingotes se lleva a cabo en un horno confinado y aislado y requiere días de tiempo para su finalización. Por lo tanto, garantizar el proceso de desarrollo de lingotes es crucial para mejorar el rendimiento del producto. Las básculas de suelo de perfil ultrabajo de METTLER TOLEDO se pueden colocar debajo del horno de crecimiento, lo que proporciona un cambio en tiempo real en los datos de peso, lo que garantiza la continuidad del proceso.
Una vez que se cultiva el lingote de silicona, el siguiente paso crítico es cortarlo en obleas finas. Estas obleas sirven como sustrato para los circuitos integrados. Los lingotes se recortan primero para eliminar las irregularidades y crear una superficie plana antes de cortarlos en obleas finas con sierras de diamante o sierras de hilo. Por lo general, las obleas se cortan en cortes de hasta un grosor de 200 a 300 micrómetros. Las obleas cortadas en bruto se limpian a fondo para eliminar cualquier residuo o contaminante que se haya depositado en el proceso de corte.
Las instalaciones de fabricación de obleas y las instalaciones de fabricación de chips a menudo utilizan múltiples compuestos, productos químicos, gases y materias primas diferentes como parte de los procesos. Cuando los productos químicos entran en las instalaciones, generalmente se pesa todo el vehículo con la entrega. Esto te dará datos sobre la cantidad de material que entra, pero no te dirá la pureza o la composición de los materiales.
Sin embargo, esta comprobación rápida le permitirá evitar problemas asociados con la entrega insuficiente o excesiva de materias primas. El pesaje rápido de vehículos le ayudará a predecir los problemas de producción que podrían deberse a tener muy poca materia prima a mano.
Una vez que los contenedores se descargan y se introducen en sus instalaciones, se puede comprobar su calidad antes de utilizarlos en su operación de fabricación de semiconductores.
Las células de carga y las básculas de suelo de METTLER TOLEDO le permitirán obtener medidas exactas de los materiales antes de utilizarlos en sus instalaciones. También brinda la oportunidad de aplicar ingeniería inversa a la combinación de productos químicos presentes en un compuesto. Las básculas de laboratorio y los instrumentos analíticos de METTLER TOLEDO le permitirán inspeccionar las materias primas y comprobar su calidad antes de utilizarlas.
La eficiencia del pulido se basa en el proceso de oxidación que se produce en la oblea de silicio. Puede utilizar varias técnicas, como la valoración, para determinar la concentración de H2O2 en la solución que produce la suspensión. Alternativamente, la medición de la densidad o el índice de refracción proporciona un análisis rápido, sencillo y seguro.
Los productos químicos entrantes como el silano, el oxígeno y el óxido nitroso se utilizan durante el proceso de deposición química de vapor (CVD). El argón se utiliza posteriormente para eliminar los contaminantes. Todos estos gases requieren una calidad increíble para tener el impacto adecuado en sus obleas.
La fotolitografía suele utilizar productos químicos fotorresistentes, soluciones de revelador (como TMAH), revestimientos antirreflectantes y disolventes procedentes de proveedores externos. La calidad de sus disolventes, como el alcohol isopropílico o la acetona, suele ser trivial y no tendrá un gran impacto en su proceso. Sin embargo, los productos químicos fotorresistentes determinarán la calidad de su proceso de fotolitografía.
La fabricación fotorresistente es una tarea compleja que combina una formulación química de alta precisión, un estricto control de calidad y una fina artesanía. La ejecución precisa de cada paso es crucial.
Garantizar el peso exacto de los fotorresistentes en cada contenedor durante el proceso de llenado es esencial y repercute no solo en la consistencia de la calidad del producto, sino también en la eficiencia económica y la reputación de la empresa en el mercado.
En este proceso crítico, la tecnología de pesaje industrial se convierte en la piedra angular de la calidad fotorresistente, especialmente en la medición precisa de las materias primas, el control preciso de los ingredientes, el llenado preciso y la inspección de calidad final de los productos.
Los productos químicos en bruto deficientes darán lugar a recubrimientos desiguales y litografía no acelerada. La estabilidad química y la sensibilidad de los materiales fotorresistentes suelen estar vinculadas al pH de la solución, que se puede medir de forma eficiente con los medidores y sensores de pH de METTLER TOLEDO.
Las operaciones de grabado eliminan materiales o áreas específicas de su oblea. Esto se hace utilizando cloro, bromuro de hidrógeno, oxígeno, gases a base de flúor (grabado en seco) o fórmulas de productos químicos específicas de la empresa (grabado en húmedo). Los productos químicos, obtenidos externamente, pueden tener variaciones masivas en la calidad y la composición química, lo que a su vez influirá en la calidad del proceso de grabado.
Garantizar la preparación precisa de los ácidos en las instalaciones de los proveedores conduce a materiales de alta calidad constantes, que son esenciales para lograr procesos de grabado fiables y precisos. Al utilizar soluciones de pesaje avanzadas, los fabricantes mejoran la fiabilidad de la producción, agilizan las operaciones y respaldan el compromiso con las prácticas sostenibles, lo que en última instancia conduce a una mejor gestión de los recursos y al ahorro de costes a lo largo del tiempo.
El pH de las soluciones químicas utilizadas durante el proceso de grabado se puede medir de forma eficiente con los sensores de pH en línea y fuera de línea de METTLER TOLEDO, mientras que la concentración de grabador y las diferentes moléculas formadas a lo largo del proceso se pueden determinar con nuestras soluciones de valoración .
En las operaciones de decapado, es probable que utilice plasmas de oxígeno, ácido sulfúrico, peróxido de hidrógeno, NMP o dimetilsulfóxido. Todos estos disolventes se utilizan para eliminar de forma estratégica y específica partes de fotorresistencia en una oblea de silicona. Por lo tanto, la calidad de los productos químicos influirá en la calidad del proceso de decapado y puede controlarse mediante mediciones de densidad y refractometría .
Es esencial controlar de cerca la calidad de la solución de lavado, ya que cualquier impureza en la superficie de la oblea de silicona puede afectar negativamente a los pasos de procesamiento posteriores y comprometer la calidad del producto final. La monitorización precisa in situ proporciona información en tiempo real sobre el estado del baño, lo que permite un reabastecimiento oportuno, lo que puede ser muy rentable para el proceso de fabricación general. Nuestras sondas ReactIR y ReactRaman™ ofrecen una forma fácil y eficaz de realizar un seguimiento de la composición de los baños de limpieza o lavado, lo que garantiza una calidad óptima durante toda la producción.
Verificar la concentración de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) o ácido sulfúrico (H₂SO₄) en soluciones de limpieza. La espectrofotometría UV/VIS garantiza que estas soluciones estén dentro del rango de concentración correcto para una limpieza eficaz de las obleas.
Con nuestra ayuda, puede tener una mejor comprensión de la cantidad, la calidad y la composición de sus materias primas.
Células de carga y básculas de suelo: Proporcionan mediciones exactas de materiales a granel para evitar problemas de entrega insuficiente o excesiva.
Balanzas de precisión: Garantizan un pesaje preciso de las materias primas entrantes para un control preciso y garantía de calidad.
Balanzas analíticas MS/ML: Garantizan la medición precisa de los productos químicos, lo cual es crucial para mantener la pureza y la consistencia del lingote de silicio.
Balanzas: Garantizan un pesaje preciso de las materias primas entrantes para un control preciso y garantía de calidad. Garantizan la medición precisa de los productos químicos, lo cual es crucial para mantener la pureza y la consistencia del lingote de silicio. Asegure un pesaje preciso de la oblea. Verifique la densidad y pureza del silicio y otras materias primas sólidas para mantener altos estándares de calidad.
Densímetros: Verifique la densidad y pureza de las soluciones químicas para mantener altos estándares de calidad.
Punto de fusión (ebullición): Verifique la pureza de los solventes utilizados en el proceso.
Instrumentos de análisis térmico: Analice las propiedades térmicas de los materiales para asegurarse de que cumplen con las especificaciones.
Analizadores de humedad: Determine el contenido de humedad en las materias primas para evitar la contaminación.
Valoradores: Miden con precisión la concentración de productos químicos utilizados en diversos procesos.
Sensores y medidores de pH: Monitorice y controle los niveles de pH en soluciones químicas utilizadas durante todo el proceso. El control preciso del pH es crucial para un grabado, limpieza o dopaje eficaces de las virutas.
Espectrofotómetro UV/Vis: Asegúrese de que las materias primas y los productos químicos cumplan con los estándares de alta pureza, cruciales para los procesos de fabricación de semiconductores. Identifique impurezas específicas en función de sus características de absorbancia.
Al aprovechar los equipos analíticos avanzados de METTLER TOLEDO, su operación de semiconductores puede garantizar la máxima calidad de las materias primas entrantes, lo que da lugar a productos finales superiores.
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Entendemos que la precisión y la confiabilidad son esenciales en su trabajo, y nuestras soluciones están diseñadas para ayudarlo en cada paso del camino. Nuestro equipo se dedica a mantener su equipo funcionando sin problemas para que pueda concentrarse en lo que más importa: lograr resultados innovadores. Trabajemos juntos para mejorar sus esfuerzos e impulsar la innovación en el campo de los semiconductores.
