반도체 제조에서의 황화수소 공기 중 분자 오염 모니터링

- UV 형광 기술이 적용된 H₂S 모니터 -

공기 중 분자 오염 물질(AMC)은 분자 형태로 존재하는 공기 오염 물질이며, 매우 낮은 ppb 수준의 농도에서도 현대 반도체 제조 제품 품질에 중요한 역할을 합니다.

AMC는 무기산, 유기산, 유황 등의 범주로 분류됩니다. 이 중 황화수소(H₂S)는 기체 상태로 존재할 경우 환원력으로 인해 제품 특성이 손실되고 액체 상태로 존재할 경우 금속 표면 부식과 같은 부정적인 영향을 미칩니다. H₂S 오염원은 널리 퍼져 있습니다. 예를 들어 화산 활동 및 분출, 디젤을 연료로 사용하는 중장비의 작동으로 인해 보충 공기 흡입을 통해 클린룸의 AMC 농도가 증가합니다. 따라서 클린룸에 들어가기 전에 H₂S를 제거하기 위해 화학 필터를 널리 사용하고 있으며 오염 수준은 일반적으로 이온 크로마토그래피로 확인합니다.

H₂S는 중성에서 산성 조건에서 물에 대한 용해도가 낮고 해리도 낮기 때문에 이온 크로마토그래피에 의한 전기 전도도를 검출하기 어렵습니다. 따라서 알칼리성 및 과산화수소 용액을 일반적으로 혼합하여 수집 액체로 사용합니다.

그러나 사람에 따라 혼합 비율의 차이로 인해 발생하는 편향(인적 오류)이 종종 발생하여 불안정한 분석 결과가 도출됩니다. 또한 각 분석에 시간(각 테스트 결과에 대해 며칠)과 노동 비용이 소요되기 때문에 많은 팹에서 분석의 시간 및 공간 분해능을 높이는 것은 재정적으로 불가능합니다.

결론적으로 수동 분석은 편향이 있을 수 있고, 갑작스러운 화산 활동이나 화학 필터 악화로 인한 H₂S 농도의 예기치 않은 증가와 같은 무작위 이벤트를 포착하지 못하며, 인건비 문제로 인한 화학적 오염 및 오염원 분석을 적시에 인식하는 데 필요한 충분한 데이터를 제공하지 못합니다.

클린룸 시설 품질 부서 관리자의 목소리

• 분석 편향을 줄이고 신뢰할 수 있는 분석 결과를 얻고 싶습니다.
• 오염원의 신속한 탐지 및 인식을 위해 분석의 시간 및 공간 분해능을 높여야 하지만 수동 분석은 비용이 많이 듭니다.
• 분석 시스템 사양 및 응용 프로그램은 제조소마다 상당히 다를 수 있습니다.

클린룸의 여러 샘플링 지점(화학 필터 배출구, 장비 주변 영역, 많은 사람이 작업하는 영역)에서 H₂S 오염을 지속적으로 측정하면 인식하는 데 도움이 됩니다. H₂S 오염의 돌파구를 마련하고 즉시 제품의 품질 저하에 미치는 영향을 방지하기 위한 조치를 취한다. 지속적인 모니터링 및 특수 소프트웨어는 오염 임계값을 설정하고 쉽고 비용 효율적인 운영을 실현할 수 있도록 지원합니다.

샘플링 포인트의 예

H₂S 측정 데이터의 예