芯片制造的隱形成本：濕度控制為何如此重要？

　　背景:

　　在半導體制造中，沒有什么比準確度更重要。從芯片制造到集成電路的最終組裝，流程中的每一步都需要精確測量，以獲得高質量、可重復的結果。需要測量的關鍵參數之一是濕度，因為準確維持正確濕度水平對于實現良好的設備性能和最終產品質量至關重要。

　　保持良好的環境:

　　當進行納米級制造時，即使是微小的偏差也可能導致災難性的后果。環境條件需要進行精確的監測和維護，因為芯片和印刷電路板等半導體元件極易受到水分的影響。實際上，水分是半導體制造流程中影響最大的污染物，預估表明，不理想的濕度條件造成的損失占收入損失的比例高達25%。

　　濕度過高會導致腐蝕、電氣短路、元器件質量差以及更高的故障率。濕度過低會導致靜電積聚，從而損壞半導體表面并顯著降低生產產量。因此，精確的濕度控制至關重要，這使得可靠的傳感器成為不可少的投資—這是一項明智的投資，影響遠遠大于其規模或成本。高質量的傳感器和變送器確保設備和環境保持在半導體制造所需的適當范圍內。

　　半導體制造流程中的測量解決方案:

　　讓我們來看一些濕度管理至關重要的半導體制造流程，以及可以提供幫助的解決方案。

　　硅晶圓拋光清洗:

　　硅晶圓拋光和清洗是半導體制造流程中的關鍵步驟。該流程涉及高濕度和刺激性化學物質，可能導致傳感器漂移，使準確的測量變得更加困難。

　　用于這種環境的探頭需要承受高濕度水平和刺激性化學物質暴露。一個好的解決方案是緊湊型溫濕度探頭HMP9，它是一款緊湊型探頭，具有非常快的響應時間。它可以承受高濕度水平，并且還具有化學清除功能用于污染后傳感器清潔。對于設備制造商，維薩拉還提供模塊化溫濕度產品，例如相對濕度和溫度模塊HMM170，這些產品可以集成到最終產品中。

　　晶圓光刻機、涂膠顯影機:

　　對硅晶片進行涂膠和顯影的晶圓光刻機是基于激光技術的，因此即使是微小的環境變化也會顯著影響流程質量。環境氣壓、相對濕度和溫度都會影響光刻效果和鏡頭聚焦，因此必須實時監測和補償。在納米級制程中，精確測量和監測這些參數變得更加重要。

　　適用于這些設備的一個良好的解決方案是模塊化維薩拉Indigo520，它提供氣壓作為可選的測量參數。溫濕度探頭HMP3與Indigo520兼容，其結構允許在現場更換傳感器而無需工具，因此成為潔凈室環境的理想選擇。對于需要監測其他諸如CO2和露點等參數的工藝流程，可以使用其他型號的探頭。無論您如何選擇，探頭都可以連接到數據處理單元（例如Indigo520），讓您可以靈活地為具體工藝流程選擇合適的組合。

　　晶圓切割和探針臺:

　　晶圓切割流程將單個芯片從晶圓上分離出來，需要準確的濕度測量來保護產品和設備。冷凝可能是一個問題，特別是在膠帶被剝離時，因此需要仔細監測露點。在探針測試過程中，芯片會承受惡劣的溫度變化以測試集成電路性能。該流程要求精確控制露點和濕度，以防測試環境中發生冷凝和生銹。

　　維薩拉提供多種緊湊型產品來監測和控制這些參數。DMT143小型露點變送器測量范圍廣，從-70°C至+60°C，可用于霜點和露點測量。另一個選件是維薩拉露點變送器DMT152，它針對超干燥條件進行優化，可提供低至–80°C的霜點測量值，誤差為+/–2°C。這兩款產品都具有自動校準功能，確保非常長的校準間隔，并且易于集成到OEM應用中，如半導體制造或測試設備。

　　工藝管線氣體質量:

　　半導體制造中使用的潔凈室依賴于氮氣和氬氣等高質量、非反應性工藝氣體。確保這些氣體的干燥性對于維持工藝環境的純度和避免敏感制造階段的潛在污染至關重要。需要監測工藝氣體管線中的濕度水平，以確保準確的測量結果。最好在管線中使用拋光不銹鋼管，因為這有助于確保獲得準確、無污染的讀數。

　　維薩拉DRYCAP®傳感器非常適合監測氣體干燥度，因為它們具有極快的響應時間，可節省昂貴的氣體并在故障情況下保護流程。它們還可以自動校準以實現良好的長期穩定性。維薩拉露點變送器DMT152是這種應用的合適選擇，能夠提供實時、高質量的測量結果。DMT152應直接安裝在氣流中，以確保獲取具有代表性的氣體樣本，并使用錐形螺紋來防止泄漏。維薩拉采樣室由拋光不銹鋼制成，確保實現準確、高質量的測量。

　　濕度控制的重要性:

　　濕度控制有助于延長半導體制造設備的使用壽命并保持最終產品質量。通過在整個生產過程中使用高質量的傳感器和變送器來監測和控制濕度水平，制造商可以保護其運營免受與濕度相關的問題影響，降低成本并盡可能提高產量。

　　緊湊型溫濕度探頭HMP9（適用于迅速變化的應用環境）:

　　維薩拉HUMICAP®溫濕度探頭HMP9經過專門設計，可輕松安裝在迅速變化的環境中。在這些環境中快速響應時間、測量性能和化學物質耐性不可少。體積小巧使其可以安裝在狹小空間，探頭直徑僅5毫米（0.2英寸）。對于管道和實驗箱內安裝，可使用管道安裝套件安裝探頭。

　　HMP9進一步豐富了Indigo產品系列，特別適用于在干燥機、空氣處理裝置、數據中心、試驗箱以及溫度低于120°C(248°F)、不涉及高壓的其他濕度測量場合。HMP9與Indigo500,Indigo200系列主機設備以及Insight電腦軟件兼容。

　　智能型濕度和溫度探頭HMP3（針對使用可調換傳感器的通用濕度和溫度應用）：

　　維薩拉HUMICAP®智能型濕度和溫度探頭HMP3設計用于具有中等濕度和溫度水平的通用環境。探頭結構使得在現場無需使用工具就可以更換傳感器，適合工業HVAC系統、噴漆室、潔凈室、環境艙以及定期重新校準不足以維護測量準確性的應用等。

　　智能型HMP3屬于Indigo系列產品，與Indigo500變送器和Indigo200變送器兼容。它可以與維薩拉Insight電腦軟件兼容，實現數據可視化、輕松配置探頭和現場校準。