Mikroelektronik Perspektiven in der Reinstwasseranalytik 5 News THORNTON Leading Pure Water Analytics Thornton-Transmitter steigern die Produktivität in einer Halbleiterherstellung in Südkorea Sauerstoff im Spülwasser kann zu erheblichen Produktionseinbußen bei der Halbleiterherstellung führen. Hochleistungssensoren für Sauerstoff sorgen dafür, dass einer der führenden Halbleiterhersteller mit höchster Wasserqualität arbeitet. Sauerstoffssensoren, die im niedrigen ppb-bereich messen, steigern die Ausbeute Einer der führenden Halbleiterhersteller mit Sitz in Südkorea betreibt ein Reinstwassersystem (UPW) mit über tausend Sauerstoff-Messstellen. Die Herstellung der Wafer erfordert zahlreiche Spülschritte mit UPW, das nur geringe Konzentrationen von Sauerstoff aufweisen darf. Hohe Sauerstoff-Konzentrationen im UPW verursachen Oxidation auf den Wafern. Die zahlreichen Spülschritte mit DI-Wasser erfordern eine genaue und schnelle Messung der Sauerstoff-Konzentrationen. Steigen die Sauerstoff-Konzentrationen über den intern vorgegebenen Grenzwert, werden die Wafer beschädigt und die Ausbeute sinkt. Analoge Sauerstoff -Sensoren erfordern einen hohen, kostenintensiven Wartungsaufwand Der Kunde erkannte, dass sein Sauerstoff- System teuer und schwierig in der Wartung war. Es erforderte Polarisation, Justierung, Neuinstallation und brauchte erhebliche Zeit, bis sich die Sauerstoff-Messungen wieder stabilisiert hatten. Die Sensoren erforderten eine komplizierte Wartung mit langer Polarisationszeit. Eine Neukalibrierung konnte bis zu 6 Stunden pro Sensor dauern. Der Wartungsaufwand von über 1000 Sauerstoff-Sensoren zweimal im Jahr mit Elektrolytwechsel, Austausch der Membran und Polarisation kostete mehrere tausend Euro und unzählige Wartungsstunden.
Thornton ISM-Sensoren senken die Betriebskosten Der Kunde brauchte ein wartungsfreundliches System mit wenig Stillstandzeit. Es sollte langzeitstabil mit kurzer Ansprechzeit sein, um die Produktqualität sicherzustellen und gleichbleibend hohe Ausbeuten erzielen zu können. Nach dem Austausch der analogen Sensoren gegen Sauerstoff-Sensoren von METTLER TOLEDO Thornton mit Intelligent Sensor Management (ISM) und Transmittern M300, hatte sich die Ansprechzeit deutlich verkürzt. Die neuen ISM-Sensoren sind extrem wartungsfreundlich und bieten eine hohe Langzeitstabilität. Außerdem verfügt die ISM-Technologie über ein intelligentes «handshake» zwischen Sensor und Transmitter. Die Installation erfolgt schnell und fehlerfrei per «Plug and Measure». Der Kunde spezifizierte ein Sauerstoff- System, das sich unverzüglich melden sollte, sobald die Sauerstoff-Konzentration außerhalb der Spezifikationen liegt. Die Sauerstoff-Sensoren und Transmitter M300 mit ISM von Thornton arbeiteten exakt entsprechend der Vorgaben. Sie erkannten sofort, wenn eine Spülanlage außerhalb der Spezifikationen lag und lösten die Probleme mit den Stillstandszeiten und der verringerten Ausbeute. Die langlebigen Hochleistungs-O 2 -Sensoren von METTLER TOLEDO Thornton übertreffen die Erwartungen der Halbleiterindustrie auch bei anspruchsvollen Anwendungen im niedrigen ppb-bereich. Mit in der Sensorelektronik der ISM-Sensoren gespeicherten Justierdaten sowie der Plug and Measure-Funktionalität werden erhebliche Einsparungen bei der Wartungsarbeit geringere und Stillstandszeiten erreicht. Zusätzliche Installationen Nach diesem erfolgreichen Zwischenergebnis hat der Kunde nun begonnen, seine alten analogen Sensoren an den Sauerstoff-Messstellen gegen neue Sauerstoff- Sensoren von Thornton mit ISM auszutauschen. Geplant ist die sofortige Umrüstung von etwa 80 Messstellen mit Thornton ISM-Sensoren (das entspricht etwa 8 % der gesamten Installation) und weiteren Installationen in der Zukunft. Wenn Sie ebenfalls von Sauerstoff-Systemen profitieren möchten, die Ihre Betriebskosten senken, dann informieren Sie sich unter: c www.mt.com/thornton-do Hochleistung-Sauerstoff-Sensoren für Anwendungen in der Halbleiterindustrie Probleme mit Sauerstoff in der Halbleiterproduktion Bei der Herstellung von Halbleitern ist Sauerstoff im Reinstwassersystem aus verschiedenen Gründen absolut unerwünscht. Bei der Reinigung selbst besteht das Problem, dass Sauerstoff die Ionenaustauscherharze in MB-Polishern oxidiert und nachgeschaltete Prozesse im Spurenbereich verunreinigt. In einigen Prozessen beeinflusst die Sauerstoff- Konzentration die Oxidation der aktiven Siliziumoberfläche in den Spülschritten, was Auswirkungen auf die Chipausbeute haben kann. Hohe Sauerstoff-Konzentrationen fördern außerdem das Wachstum von Mikroorganismen im Wassersystem. Änderungen im Sauerstoff-Gehalt können ein Hinweis darauf sein, dass die Membran des Entgasers gewartet oder ausgetauscht werden muss sowie eine Warnung vor einem Überschuss an gelöstem Sauerstoff, der in die Fertigungseinrichtungen gelangen könnte und dort eine unerwünschte Oxidation des Siliziums verursachen und somit die Chips beschädigen könnte. Herausgeber Mettler-Toledo AG Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Schweiz Bilder Mettler-Toledo AG Technische Änderungen vorbehalten Mettler-Toledo AG 01 / 12 Gedruckt in der Schweiz. Derartig kritische Anwendungen erfordern exakte und zuverlässige Sauerstoff-Messungen im Bereich niedriger Konzentrationen. Thorntons Hochleistungsmessgeräte für gelösten Sauerstoff im ppb-bereich erfüllen auch die Erwartungen in anspruchsvollen Anwendungen. Das Sensordesign berücksichtigt bereits einen präzisen Nullwert und ein äußerst genaues Ansprechverhalten über den gesamten Messbereich. Der Sensor liefert in jedem Messbereich hervorragende Ergebnisse mit sehr kurzen Ansprechzeiten beim Wechsel von einem Sauerstoffkonzentrationsbereich zum anderen. Intelligent Sensor Management arbeitet mit digitaler Umwandlung des Signals mit niedrigem Pegel und erreicht dadurch eine höhere Zuverlässigkeit. Mit den Vorteilen der Mehrkanal-Multiparametergeräte und ISM ist ein Techniker in der Lage, Sauerstoff-Messungen mit weiteren Parameteren wie Widerstand, Temperatur, ph, Ozon und Temperatur mit demselben Gerät zu erfassen. Das ist besonders komfortabel, wenn die Kombination der Messungen die Betriebsanforderungen einer ganz bestimmten Wasseraufbereitungsanlage erfüllt. Kombinierte Messungen sind auch bei begrenztem Platz in der Schalttafel von Vorteil, da eine Benutzerschnittstelle für mehrere Messungen genutzt werden kann, was wiederum Kosten spart und die Komplexität verringert. Weitere Informationen finden Sie unter: c www.mt.com/thornton-do 2 METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5
Analyzer 5000TOC i Leistungsfähigere TOC Analytik durch Intelligent Sensor Management Der Analyzer 5000TOC von Thornton dient zur schnellen und genauen Erfassung organischer Verunreinigungen im Spurenbereich. Zusätzlich wurde durch Einsatz der Intelligent Sensor Management (ISM) Technologie die Leistungsfähigkeit des Analyzers deutlich verbessert und gleichzeitig der Wartungsaufwand auf ein Minimum reduziert. Zuverlässige und kontinuierliche TOC-Überwachung Reinwasser und Reinstwasser müssen während der gesamten Aufbereitung auf organische Verunreinigungen überwacht werden. Der neue Sensor 5000TOC i von Thornton ermöglicht die kontinuierliche, schnelle und zuverlässige Überwachung des TOC-Gehalts von Umkehrosmosemembranen, der Wirksamkeit der TOC- Zerstörung durch UV-Lampen sowie der Trennleistung von Harzbetten, der Abgabe organischer Verbindungen und der Qualität des Spülwassers im abschließenden Spüldurchgang. Mit kontinuierlichen Inline-Messungen stellt der Sensor 5000TOC i sicher, dass Überschreitungen der TOC-Werte lückenlos erfasst werden. Vorteile der Multiparametergeräte Der Sensor 5000TOC i von Thornton mit ISM zur Bestimmung des Gesamtgehalts an organischem Kohlenstoff verbindet die Leistungsfähigkeit eines Analyzers mit dem Komfort eines Sensors. Der Sensor 5000TOC i und der Multiparameter-Transmitter M800 ergeben zusammen ein be- nutzerfreundliches und wirtschaftliches Analysepaket. Es erweitert die Leistungsfähigkeit eines zuverlässigen, ausgeklügelten und intuitiven TOC-Messsystems und eine im Einsatz bewährte TOC-Analyseplattform um eine fortschrittliche Benutzeroberfläche und umfassende Systemdiagnosefunktionen. Anpassungsfähiger Sensor Der Transmitter M800 ist mit zwei und vier Kanälen erhältlich. An das Modell mit zwei Kanälen können ein oder zwei TOC- Sensoren oder einmal TOC und ein anderer Messparameter angeschlossen werden. Am Modell mit vier Kanälen lassen sich zusätzlich zu TOC bis zu drei weitere Parameter anschließen wie Leitfähigkeit, ph, Redox, gelöstes Ozon, gelöster Sauerstoff sowie zwei Impuls-Durchflusssensoren. Vorteile des neuen Sensors 5000TOC i: j Verbesserung in Qualität und Zuverlässigkeit der Justierung durch einen halbautomatischen Prozess, der konsistente Ergebnisse gewährleistet. j Ermöglicht vorausschauende Wartung mit komfortablen Diagnosefunktionen zur Anzeige des Sensorzustands über die intuitiv zu bedienende Benutzeroberfläche imonitor. j Vereinfacht Wartungsarbeiten mit detaillierten Diagnosedaten, die auf ebenso detailreichen Bildschirmanzeigen Auskunft über den Sensorzustand geben. j Die automatische Durchflussregelung erhöht die Zuverlässigkeit der kontinuierlichen TOC-Analyse in Echtzeit und eliminiert die Anfälligkeit für Druckschwankungen. j Multiparameterfunktionen integrieren TOC-Messungen in ein umfassendes UPW-Überwachungssystem mit bis zu vier Sensoren. Das verringert Kosten und die Komplexität. Hochleistungs-TOC-Erfassung für Anwendungen in der Halbleiterindustrie In der Halbleiterfertigung gelten mit die strengsten Grenzwerte bezüglich Verunreinigungen mit Ionen und organischen Verbindungen in Versorgungssystemen für Reinwasser und Reinstwasser. Mit der Messung der Verunreinigungen in ihren UPW-Systemen können Halbleiterhersteller die Qualität ihrer Produkte verbessern und die Ausbeute steigern. Fortschritte auf dem Gebiet der Wasserreinigungstechnologie und Innovationen bei der Überwachung der Verunreinigungen spielten eine entscheidende Rolle bei den Verbesserungen und Messungen der Qualität von Reinstwasser. Diese Fortschritte wiederum haben dazu geführt, dass die Spezifikationen für den Gehalt an Verunreinigungen in UPW-Systemen verschärft wurden. Die Messung des Gesamtgehalts an organischem Kohlenstoff (TOC) ist eine leistungsfähige Technik zur Überwachung organischer Verunreinigungen in Reinstwasser und gilt als Gradmesser für den Analyzer 5000TOC i METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5 3
Gesamtzustand eines UPW-Systems. In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurden die Grenzwerte für den TOC-Gehalt um mehrere Größenordnungen gesenkt. Die Spezifikationen verlangen mittlerweile Messungen im niedrigen ppb-bereich und gehen bereits in Richtung ppt-nachweisbereich (Teile pro Billion). Die Technologie zukünftiger Chipgenerationen sieht noch geringere Linienbreiten vor. Das bedeutet für Halbleiterhersteller, dass sie darauf achten müssen, dass ihr Reinstwasser nicht die geringste Spur einer Verunreinigung durch Ionen oder organische Verbindungen aufweisen darf und dass die Anlagenausrüstung in der Lage ist, genau, schnell und mit kurzer Ansprechzeit diese extrem geringen Konzentrationen zu messen. Weitere Informationen finden Sie unter: c www.mt.com/toc Was ist ISM und warum ist es für TOC-Messungen so wichtig? Die Technologie des Intelligent Sensor Management (ISM) ist eine einzigartige Entwicklung von METTLER TOLEDO. Sie erweitert die Sensorleistung und vereinfacht Installation, Betrieb und Wartung erheblich. Die ISM-Technologie speichert wichtige Informationen wie Sensoridentifikation und Kalibrierdaten in einem digitalen Sensor, der sofort erkannt wird und mit dem der Betrieb ohne Verzögerungen oder gar Fehler aufgenommen werden kann. Hinzu kommt, dass die Messgenauigkeit mit den im Sensor gespeicherten Justierdaten deutlich verbessert werden kann, was unvergleichlich präzise Messungen ermöglicht. Die Wartung wird ebenfalls stark vereinfacht durch vorausschauende Wartungsmeldungen, die überhaupt erst eine vorbeugende Wartungsplanung möglich machen. Dynamische Diagnosewerkzeuge steigern die Sensorleistung und schützen vor Stillstandszeiten. TOC-Analyse mit ISM-Funktionalität liefert umgehend wertvolle Informationen zur Steigerung der Sensorleistung mit: j Digitaler Messwerterfassung für zuverlässigere Messungen j Unkomplizierter Wartung und weniger Komplexität j Halbautomatischer Justierung j Automatischer Durchflussregelung j Neuen Diagnosefunktionen j Vereinfachter Datenkonformität j Störungsfreiem Betrieb Weitere Informationen finden Sie unter: c www.mt.com/ism Häufig gestellte Fragen zu Gesamtkohlenstoff (TOC) Total Organic Carbon Wasserverunreinigungen mit TOC können erhebliche Verluste in der Ausbeute einer Halbleiterfertigung verursachen. Daher ist die Überwachung der TOC-Konzentration in den Wassersystemen der Fabs absolut unverzichtbar. Nachfolgend einige Antworten auf wichtige Fragen zu TOC und seiner Messung. Was ist TOC? Der Gehalt an Gesamtkohlenstoff ist ein gutes Mittel, um organische Verunreinigungen (kohlenstoffbasiert) in einem Wassersystem zu beschreiben. Organische Verunreinigung kann aus verschiedenen Quellen stammen, da mit «organisch» in diesem Zusammenhang Verbindungen gemeint sind wie Kohlenhydrate, Saccharose, Alkohol, Petroleum, PVC-Kleber, kunststoffbasierte Derivate usw. j Organische Verbindungen können im Speisewasser vorkommen. j Organische Verbindungen gelangen durch Auslaugen oder Abgabe aus den verschiedensten Komponenten eines Wasserreinigungs- oder Wasserversorgungsnetzes ins Wasser. j Organische Verbindungen können aus Biofilmen (Bakterien) im Wassersystem stammen. Warum nutzt man TOC-Messungen? Im Allgemeinen sind organische Verunreinigungen nicht-ionischer Natur und als solche auch nicht mittels Leitfähigkeitsmessung erfassbar. Daher ist ein hoher Widerstand (geringe Leitfähigkeit) auch keinesfalls ein Maß für den TOC-Gehalt in einem Reinstwassersystem. Hohe TOC- Gehalte können Wasserreinigungssysteme beeinträchtigen und die Waferausbeute reduzieren. 4 METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5
Wie wird TOC gemessen? Die TOC-Messung kann inline oder offline erfolgen. Offline-Messungen (Labormethoden) werden üblicherweise bei hohen Konzentrationen (> 1 ppm) eingesetzt. Inline-Messungen dagegen meistens für Messungen unter 1 ppm (< 1000 ppb), wobei diese deutlich schneller ansprechen als Labormethoden. Die meisten Branchen, die Thornton beliefert, nutzen wegen ihrer kürzeren Ansprechzeit Inline-Messungen für die Prozesssteuerung. Wo erfolgt die TOC-Messung? j Nach der Umkehrosmose zur Überwachung der Trennleistung der Membran (insbesondere wenn Dünnschicht- Kompositmembranen verwendet werden). j Nach der Mischbett-Deionisation zur Überwachung der Lebensdauer und Trennleistung des Harzbetts und zur Überwachung der Stoffabgabe neuer Harzbetten. j Nach dem letzten Reinigungsschritt um sicherzustellen, dass die niedrigen TOC-Konzentrationen nach der Lagerung in den UPW-Tanks unverändert sind. j In Recycling- (Rücklauf der Abwässer von Nassbänken) und Reclaimleitungen (Wiederverwendung von Abwässern in Anwendungen außerhalb der Fab), um niedrige TOC-Konzentrationen vor der Rückkehr in das Wassersystem sicherzustellen. j Nach der TOC-Zerstörung durch UV- Lampen zur Überwachung der UV- Lampenleistung. j In Leitungen vor der Entnahmestelle, um die Wasserqualität zu gewährleisten. j In Kesselspeisewasser zum Schutz der Turbinen und anderer Einbauten. Sind TOC-Messungen mit kontinuierlichem Durchfluss besser als chargenweise TOC-Messungen? Ja. Ein TOC-Analyzer, der kontinuierlich im Durchfluss misst, «sieht» das gesamte Spektrum an Verbindungen in einem Wassersystem. Es ist vergleichbar einem Film, der aus vielen aufeinanderfolgenden Einzelbildern besteht, wobei im kontinuierlichen Durchfluss keines der Einzelbilder verloren geht und damit auch keine TOC- Überschreitung. Das Chargenverfahren ist wie das Betrachten eines einzelnen Bildes und liefert daher immer nur eine «Momentaufnahme» des Systems. Wenn «Momentaufnahmen» regelmäßig erfolgen, dann lassen sich auch falsche TOC-Überschreitungen messen, etwa als Teil einer Überschreitung, wobei deren Größenordnung nicht erfasst werden kann. Oder eine Überschreitung wird komplett nicht erfasst! Wenn ein TOC-Messgerät eine Ansprechzeit von 5 oder 30 Minuten hat, werden eindeutige und wichtige Informationen möglicherweise gar nicht erfasst, bis es dann schließlich zu spät ist. Was bedeutet Ansprechzeit vs. Aktualisierungszeit? j Ansprechzeit: Das ist die Zeit, bis organische Verbindungen im Wasser oxidiert sind und im TOC-Analyzer gemessen werden können. In dieser Zeit fließt das Wasser vom ersten Leitfähigkeitssensor im Analyzer durch die Quarzspirale, in der organische Verbindungen im Wasser durch UV-Licht oxidiert werden, weiter zum zweiten Leitfähigkeitssensor, womit die TOC- Messung erfolgen kann. Die Ansprechzeit des TOC-Analyzers 5000TOC i liegt bei unter einer Minute. j Aktualisierungszeit: Das ist die Zeit die benötigt wird, um eine Messung zu aktualisieren. Die Aktualisierungszeit des 5000TOC i beträgt 2 Sekunden. Welche Wartungsarbeiten erfordert der 5000TOC i? j Der Wechsel der UV-Lampe und die TOC-Justierung des Sensors 5000TOC i erfolgen nach 4500 Betriebsstunden oder 6 Monaten Dauerbetrieb. j Der 5000TOC i muss einmal im Jahr komplett justiert werden. j Die TOC- / Widerstandsjustierung kann im Werk oder vor Ort durch einen Techniker von Thornton erfolgen. Weitere Informationen finden Sie unter: c www.mt.com/toc METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5 5
UniCond-Leitfähigkeitssensoren Ein einziger Leitfähigkeitssensor für alle Stufen der Wasseraufbereitung Spitzentechnologie von METTLER TOLEDO Thornton bietet mehr Leistung mit größerer Genauigkeit für die Messung von Leitfähigkeit / Widerstand über einen extrem breiten Messbereich. Derselbe robuste Titansensor kann nun ohne Abstriche bezüglich Empfindlichkeit, Verlässlichkeit und Genauigkeit in allen Stufen der Wasseraufbereitung eingesetzt werden. Die Grenzen herkömmlicher Sensoren Herkömmliche Messungen von Leitfähigkeit / Widerstand stoßen insbesondere mit analogen Sensoren und Transmittern aufgrund von Polarisationseffekten in Wasser mit hoher Leitfähigkeit, Transmitterfehlern und Problemen durch Interferenzen aufgrund von Kabelkapazitäten und Widerständen an ihre Grenzen. Das erforderte die Verwendung von zwei oder mehr Sensoren mit unterschiedlichen Zellkonstanten, um die gesamte Bandbreite vom Meerwasser über Rohwasser bis hin zu Regenerierungs- oder Recyclingwasser durch alle Reinigungsstufen bis hin zum Reinstwasser abzudecken. Werden mehrere Sensoren verwendet, werden auch zusätzliche Ersatzteile und Fittings gebraucht, womit wiederum die Möglichkeit besteht, dass aus Versehen ein falscher Sensor für eine Anwendung installiert wird. Außerdem muss der Benutzer bei herkömmlichen Sensoren darauf achten, die exakten Daten für die Zellkonstante und die Temperaturkalibrierung für jeden einzelnen Sensor in den Speicher des Transmitters einzugeben, damit diese auch mit ihrer Nenngenauigkeit arbeiten. Üblicherweise befinden sich Sensoren für Leitfähigkeit / Widerstand in einiger Entfernung zum Transmitter und der Leitwarte. Das führt zu Genauigkeitsfehlern durch die analogen Sensoren und die Kabelkapazität. In den vergangenen Jahren hat Thornton die Verkabelung und Signal- verarbeitung optimiert, um Kabelkapazität und Widerstandseffekte zu minimieren und so die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen. Dennoch sorgen mehrere Effekte zusammen für Einschränkungen bezüglich des Messbereichs und der Genauigkeit. Eine einheitliche und universelle Lösung Thornton, der Technologieführer im Bereich Leitfähigkeits- / Widerstandsmessung, hat diese Einschränkungen erkannt und die Messtechnologie der Leitfähigkeits- / Widerstandsmessung mittels Sensoren entscheidend verbessert. Unsere Ingenieure haben den Messkreis soweit verkleinert, dass er in den Sensorkopf passt und von dort ein robustes Digitalsignal an den Transmitter überträgt. Das einheitliche Design verkürzt den Abstand und damit die Verdrahtung zwischen Elektrode und Messkreis auf wenige Zentimeter. Ohne die Auswirkungen der Kabelkapazitäten und -widerstände langer Kabel lassen sich deutlich ausgefeiltere Messtechniken verwirklichen. Durch die vernachlässigbaren Auswirkungen von Anschlussleitungen und Sensorpolarisationseffekten sind die eine Messung beeinträchtigenden elektrochemischen Einflussfaktoren besser beherrschbar und der Messbereich kann deutlich ausgeweitet werden. So reicht der Messbereich eines einzelnen UniCond-Sensors von Reinstwasser bis Meerwasser mit bis zu 50.000 µs/cm - und das mit überragender Genauigkeit. Unerreichte Genauigkeit und Zuverlässigkeit Ein UniCond-Sensor ist deutlich präziser, weil er als ganzes System einschließlich Zellkonstante, Temperatursensor und Messkreisen kalibriert wird. Bei der Kalibrierung werden alle diese Komponenten berücksichtigt. Einzelfehler können nun nicht mehr gehäuft auftreten. Durch die Kombination von Sensoren und Transmittern mit jeweils eigenen Fehlergrenzen treten keine zusätzlichen Fehler mehr auf. Das Ergebnis ist ein Sensor mit einer um 33 % höheren Genauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen analogen Sensoren. UniCond-Sensor 6 METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5
Der UniCond-Sensor kann den gesamten Messbereich nahezu aller Wasseraufbereitungssysteme abdecken. Er ist damit universell einsetzbar und vereinfacht Spezifikation, Dokumentation, Installation, Verdrahtung, Betrieb und Ersatzteilbestellungen. Mittlerweile ist es nur ein Ersatzteil der UniCond-Digitalsensor der einen extrem weiten Messbereich abdeckt. Intelligent Sensor Management ermöglicht die komfortable Handhabung via «Plug and Measure» UniCond-Sensoren arbeiten mit der Intelligent Sensor Management (ISM)-Technologie von METTLER TOLEDO. Einer der zahlreichen Vorteile von ISM liegt darin, dass im internen Speicher der Sensoren präzise werkseitige Kalibrierdaten, die Sensoridentifikation, Seriennummer usw. abgelegt sind. Dadurch wird die Inbetriebnahme via Plug and Measure erst möglich. Die manuelle Dateneingabe und damit auch eventuelle Bedienungsfehler sind endlich Vergangenheit. Werden ISM-Sensoren zusammen mit der neuen Multiparameter Transmitterplattform M800 verwendet, hat der Bediener Zugriff auf zahlreiche Funktionen, die der Sensorüberwachung dienen wie z.b. die Dynamische Anzeige der Lebensdauer (DLI), Restzeit Wartung (TTM) und Adaptiver Kalibriertimer. Die Diagnosedaten ermöglichen die Überwachung des Sensorzustands in Echtzeit und liefern wertvolle Informationen für vorausschauende Wartung und planmäßige Kalibrierung. Nebenbei werden außerplanmäßige Stillstandzeiten vermieden und Wartungskosten verringert. Digitale Sensoren und Transmitter für Leitfähigkeit / Widerstand mit ISM von METTLER TOLEDO Thornton sind die einzigen, bei denen Sensor und Transmitter direkt vor Ort an der Messstelle kalibriert werden können. Auch das ein weiterer Meilenstein der Entwicklung der Ingenieure von Thornton. Weitere Informationen erhalten Sie unter: c www.mt.com/unicond Optimales Verhalten In-line-Messung bedeutet optimierte Produktion und niedrigere Betriebskosten Der fortlaufende Datenstrom aus der Inline-Messung liefert Ihnen die Informationen, dass Ihre Prozesse planmäßig ablaufen, und meldet Ihnen sofort, falls dies einmal nicht der Fall sein sollte. Damit maximieren Sie Ihre Produktion und reduzieren Laborkosten. Weitere Informationen finden Sie unter: c www.mt.com/thornton METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5 7
Sensoren für spezifischen Widerstand Digitaler Leitfähigkeitssensor UniCond DI-Wasser höchster Qualität mit Widerstandssensoren von Thornton Kritische Reinigungsschritte bei der Waferherstellung erfordern deionisiertes Wasser mit geringem spezifischem Widerstand. Ein Hersteller von Trockenschleudern für den Nassprozess verwendet Sensoren von Thornton zur Messung kritischer Parameter aufgrund ihrer «konsistenten, zuverlässigen Leistung.» Hervorragende Trockenschleudern OEM Group East, Inc. in Coopersburg, Pennsylvania, USA (gehört zur OEM Group mit Sitz in Gilbert, Arizona) ist ein Hersteller von Hochleistungs-Trockenschleudern, die zum Entfernen von Chemikalienresten während der Waferherstellung eingesetzt werden. In die Geräte sind Sensoren von Thornton mit Messelektronik eingebaut, die ihre Daten an eine speicherprogrammierbare Steuerung weiterleiten. Diese überwacht den Widerstand des für die Reinigung der Wafer mit einem Durchmesser zwischen 50 und 300 mm eingesetzten entionisierten Wassers. Sensoren von Thornton liefern zuverlässig genaueste Messergebnisse Während der Reinigung befinden sich die Wafer in einer Kassette, die auf einem Edelstahlrotor befestigt wird. Dieser dreht sich mit hoher Geschwindigkeit, sodass die Wafer durch die Zentrifugalkraft gehalten werden und sich nicht bewegen können, um die Entstehung von Partikeln zu unterbinden. Im Gegensatz zur früheren Generation mit zeitlich begrenztem Schleudern (üblicherweise 4 bis 8 Minuten) überwacht das Steuersystem nun den Widerstand zwischen 12 und 17 MΩ. Bei Erreichen des vorgegebenen Messwerts werden die Kassetten in Stickstoffatmosphäre erwärmt um sicherzustellen, dass alle Chemikalienreste vor dem nachfolgenden Verfahrensschritt restlos entfernt wurden. Dazu der technische Leiter Robert Werner: «Diese Schleudertrockner arbeiten nach einem ganz einfachen Verfahren, dennoch sind sie Teil eines kritischen Pfads im Herstellungsprozess vergleichbar der Lithographie-, Ätz- und Beschichtungsschritte. Wir konnten feststellen, dass die Widerstandssensoren von Thornton in allen unseren Trockenschleudersystemen, die in Wafer-Fabs weltweit installiert sind, mit höchster Konsistenz und zuverlässig arbeiten.» Warum die Widerstandsmessung? Die Widerstandsmessung ist erste Wahl zur Messung von Verunreinigungen durch Salze im Wasser. Die Inlinemessung ist eine kostengünstige und zuverlässige Methode zur Überwachung der Wasserqualität in verschiedenen Stufen der Wasseraufbereitung. Die Technologie der Widerstandsmessung wurde über Generation analoger und mikroprozessorgesteuerter Messverfahren stetig verfeinert, wobei Genauigkeit und Temperaturkompensation immer weiter verbessert wurden. Die Sensoren verfügen über einen eigenen Speicher, der alle Sensoridentifikations- und -kalibrierdaten enthält, die beim Anschließen an einen Transmitter ausgelesen werden. Das macht die Inbetriebnahme und Kalibrierung wesentlich einfacher. Die gleichen Leistungsmerkmale finden sich auch bei Sensoren für Parameter wie ph, Redox und gelösten Sauerstoff. Wichtigste Anforderung bei der Widerstandsmessung in UPW ist die Fähigkeit der Geräte, Verunreinigungen durch Ionen in extrem niedrigen Konzentrationen erfassen zu können. Moderne Wassersysteme produzieren UPW mit Verunreinigungen im ppb-bereich. Dafür werden hochgenaue Sensoren benötigt, die wiederholbare Messungen liefern. Die Marktführerschaft von Thornton basiert auf genauester Kenntnis der kritischen Messgrößen für Reinstwasser (UPW) und umfangreichen Anwendungserfahrungen. Thornton ist weltweit führend in der Entwicklung von Spitzentechnologien zur Messung von TOC, ph und Sauerstoff. Auch in Zukunft werden wir innovative Lösungen mit erweiterten Messfunktionen anbieten, um die anspruchsvollen Anforderungen der Halbleiterindustrie weltweit erfüllen zu können. Für weitere Information über Sensoren von Thornton für Widerstand in Reinwasser besuchen Sie uns unter: c www.mt.com/pro-micro 8 METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5
Online-Plattform Immer auf dem neuesten Stand Neu: Kompetenzzentrum Mikroelektronik Thornton arbeitet kontinuierlich an der Produktion immer besserer Geräte zur Messung von Verunreinigungen in Wassersystemen von Halbleiterfertigungsanlagen. Die neue Onlineplattform hält Sie über die neuesten Entwicklungen im Bereich Überwachung und Messung von Reinstwasser auf dem Laufenden. Überwachung von Reinstwasser unverzichtbar Die Herstellungsprozesse in der Halbleiterbranche erfordern zur Sicherstellung höchster Ausbeuten große Mengen Reinstwasser. Zum Reinigen, Spülen und Ätzen der Wafer und Substrate verbraucht ein normaler Standort täglich tausende Kubikmeter UPW. Prozessanalytische Messungen sind der Schlüssel zur optimalen Wassernutzung, wobei die Rückgewinnung und Wiederverwendung des Wassers eine entscheidende Rolle spielen. METTLER TOLEDO Thornton ist Anbieter umfangreicher analytischer Messtechnik, die ganz speziell auf die extrem hohen Anforderungen von Prozessanwendungen in der Halbleiterindustrie ausgelegt sind. Thornton liefert leistungsstarke messtechnische Lösungen zur Überwachung von Widerstand / Leitfähigkeit, TOC, ph, Redox, gelöstem Sauerstoff und gelöstem Ozon. Damit kann die Menge an zurückgewonnenem Wasser gesteigert werden bei gleichzeitiger Verringerung des anfallenden Abwassers, was letztendlich die Kosten der Wasserbehandlung reduziert. Topaktuell informiert Die Division Prozessanalytik bei METTLER TOLEDO hat erst kürzlich eine neue Online-Plattform für Reinstwasser in Halbleiterfertigungsanlagen bereitgestellt. Weitere Informationen zu Inline- Messlösungen und unserem einzigartigen Intelligent Sensor Management (ISM) Konzept mit der Plug and Measure Funktion für mehr Komfort bei analytischen Messtechnologien. Das Kompetenzzentrum bietet Informationen zu Messgeräten für die Überwachung und Messung von Reinstwasser in der Produktion von Wafern, Solarzellen und Flachbildschirmen. j Halbleiter Thornton kennt sich bestens aus mit kritischen Messungen bei der Herstellung von Reinstwasser für die Verarbeitung von Halbleitern. In den meisten Halbleiterfertigungen weltweit arbeiten Geräte von Thornton zur Überwachung und Steuerung von Widerstand / Leitfähigkeit, TOC, ph, Redox, gelöstem Sauerstoff und gelöstem Ozon in UPW-Systemen. c www.mt.com/pro-semi j Solarzellen Mit innovativen Lösungen zur Messung und Überwachung kritischer Ätzvorgänge und beim Aufbringen von Strukturen sowie bei Spülvorgängen beliefert Thornton Photovoltaik-Hersteller, die damit ihre Produktqualität verbessern und die Ausbeute steigern. Unsere Inline-Messlösungen umfassen Lösungen zur Messung von Widerstand / Leitfähigkeit, TOC, ph, Redox, Ozon und gelöstem Sauerstoff in UPW-Systemen moderner Solarzellenfertigungsanlagen. c www.mt.com/pro-pv j Flachbildschirme Für die Herstellung von Flachbildschirmen liefert Thornton messtechnische Lösungen für genaue und kontinuierliche Messungen in Echtzeit von Widerstand / Leitfähigkeit, TOC, ph / Redox, gelöstem Sauerstoff und gelöstem Ozon. Damit lässt sich die Ausbeute mit Zusatzwasser und UPW steigern und gleichzeitig Wiederverwendung, Rezyklierung und Rückgewinnung von Wasser optimieren. c www.mt.com/pro-fpd Besuchen Sie unser neues Kompetenzzentrum Halbleiter «Lösungen für die Inline- Messung für Halbleiter-UPW» unter: c www.mt.com/pro-micro METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5 9
Transmitter M800 Vorausschauende Wartung durch intelligenter Sensordiagnose Der Mehrkanal Multiparameter-Transmitter M800 bietet eine Plattform, mit der alle wichtigen Messgrößen von einem Messumformer abgedeckt werden können. Die Intelligent Sensor Management (ISM) Technologie optimiert die Wartung durch vorausschauende Diagnoseinformationen. Der Transmitter M800 für digitale ISM Sensoren vereinigt Diagnose mit intelligenter Messwerterfassung. Er verfügt über eine intuitiv bedienbare Benutzeroberfläche, erweiterte Messparameter und vor allem Funktionen für Diagnose und Wartung. Der imonitor bietet erweiterte Diagnoseprogramme für Sensoren. War- tungsintervalle werden auf Grundlage der Sensorleistungsfähigkeit in Echtzeit ermittelt und nicht aufgrund interner Timer, Fehlermeldungen des Sensors oder ungenauer Schätzungen. Der imonitor prüft den Zustand jedes Sensors und berechnet die verbleibende Nutzungsdauer des Sensors, um daraus abzuleiten, wann eine Wartung oder der Austausch fällig ist. Die Anzahl der Tage bis zur nächsten fälligen Wartung zeigt der M800 mit einem roten, gelben oder grünen Balken an, der wie eine Ampel alle Informationen auf einen Blick liefert. c www.mt.com/m800 Ihre Vorteile Intelligente Diagnosefunktionen Mit seiner einzigartigen imonitor-funktion für vorbeugende Diagnose basierend auf der Intelligent Sensor Management- Technologie (ISM) von METTLER TOLEDO zeigt Ihnen der M800 nicht nur, welches Problem bei einem Sensor besteht, sondern auch, wie es vor dem Auftreten von Schwierigkeiten zu beheben ist. Multiparameter- und Mehrkanalausführung Die zahlreichen Parameter des M800 führen bei Ihnen zu großer Flexibilität, weniger Komplexität und zu einer Reduzierung von Schulungen und Inventar. Modelle mit zwei und vier Kanälen ermöglichen zahlreiche Messungen mit einer einzigen Einheit. Touchscreen-Farbdisplay Das Touchscreen Farbdisplay erlaubt ein einfache und bequeme Bedienung. Einfach die Oberfläche berühren und der intuitiven Bedienung folgen. 10 METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5
M800 Multiparameter- Mehrkanal-Transmitter METTLER TOLEDO Mikroelektronik News 5 11
Gehen Sie online mit METTLER TOLEDO Neu: Wasserrechner-App für Mobilgeräte Mit der neuen Wasserrechner-App für Smartphones und Mobilgeräte können Wasserexperten mit iphone, ipod touch, ipad oder Android -kompatiblen Smartphones oder Mobilgeräten Wasserberechnungen vornehmen und Einheiten umrechnen. Diese KOSTENLOSE App berechnet: j Leitfähigkeit, spez. Widerstand und Gesamtsalzgehalt (TDS) Einheitenumrechnungen j Durchfluss und Fließgeschwindigkeit für unterschiedliche Rohrdurchmesser j Temperatur gegen Widerstand und Leitfähigkeit bei Reinstwasser j Einheitenumrechnungen für Durchflussrate der Probe und im Prozess j Temperaturumrechnung C und F Weitere Informationen unter: c www.mt.com/pro-watercalc c www.mt.com/thornton Mettler-Toledo GmbH Prozessanalytik Ockerweg 3, D-35396 Gießen Tel: +49 641 507-333 Fax: +49 641 507-397 E-Mail: prozess@mt.com Mettler-Toledo Ges. m. b. H. Südrandstraße 17, A-1230 Wien Tel: +43 1 607 4356 Fax: +43 1 604 2880 E-Mail: prozess@mt.com Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH Im Langacher, Postfach CH-8606 Greifensee Tel: +41 44 944 45 45 Fax: +41 44 944 46 18 E-Mail: salesola.ch@mt.com www.mt.com/pro Besuchen Sie uns im Internet