Sub-fab 一直是半導(dǎo)體制造設(shè)施的后端方案. 與 FAB 的主要加工走廊不同, Sub-fab 中的設(shè)備被歸入與基本工具管理和廢物處理相關(guān)的系統(tǒng): 干式真空泵, 燃燒和吸收器減排系統(tǒng), 水處理器和冷卻器以及散裝材料的輸送和管理是 Sub-fab 設(shè)備執(zhí)行的關(guān)鍵功能.

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隨著半導(dǎo)體制造足跡對(duì)環(huán)境的影響對(duì)晶圓廠運(yùn)營(yíng)商變得越來(lái)越重要, 在客戶對(duì)更高可持續(xù)性的需求的推動(dòng)下, Sub-fab 越來(lái)越被視為提高效率和可持續(xù)性的關(guān)鍵部分. 隨著對(duì)安全的普遍需求, 對(duì)可持續(xù)性和效率的額外關(guān)注正在推動(dòng)重新關(guān)注使用實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和控制更智能地運(yùn)行 Sub-fab 設(shè)備.

問(wèn)題：Sub-fab 管理的三大支柱, 即安全性, 可持續(xù)性和節(jié)約性正在重新受到關(guān)注.

對(duì)于分子水平安全監(jiān)測(cè):先進(jìn)的工藝推動(dòng)了對(duì)新型危險(xiǎn)材料和副產(chǎn)品的需求, 對(duì)前沿邏輯工藝, 鑄造和存儲(chǔ)器工藝的需求不斷增加, 特別是在 ALD 和 ALE 中使用選擇性處理化學(xué)物質(zhì)的情況下. 2019 年的一項(xiàng)研究表明, 在 2017 年 2019 年的 30 多起不良事件中, 包括爆炸, 火災(zāi), 放熱反應(yīng), 化學(xué)反應(yīng)和排氣. 大多數(shù)事件發(fā)生在從腔室到減排系統(tǒng)的排氣處理路徑中的 Sub-fab 中.

目前使用分子安全監(jiān)測(cè)的一些例子包括: 當(dāng)爆炸鋯金屬顆粒是潛在的副產(chǎn)品時(shí), 基于用于邏輯門(mén)和 DRAM 電容器結(jié)構(gòu)的鋯的高k介電材料. 此外, 在閃存制造中用于氧化硅原子級(jí)沉積的高階硅烷化學(xué)對(duì)主動(dòng)泄漏檢測(cè)提出了挑戰(zhàn), 以防止需要監(jiān)控和管理的產(chǎn)品氣體和冷凝物引起的火災(zāi)和危險(xiǎn).

除了安全之外, 可持續(xù)性也是重點(diǎn): 最近的研究表明, 超過(guò) 80% 的智能手機(jī)碳足跡不是在使用過(guò)程中產(chǎn)生的, 而是在制造過(guò)程中產(chǎn)生的, 其中半導(dǎo)體占總量的比例大約（約 40%）并且還在不斷增長(zhǎng). 雖然 FAB 中的綠色能源使用和水循環(huán)利用工作對(duì)溫室氣體和水消耗指標(biāo)產(chǎn)生了重大影響, 但半導(dǎo)體 FAB 可持續(xù)性挑戰(zhàn)的材料部分占總量的百分比繼續(xù)增長(zhǎng). 尋找一種可靠的方法來(lái)監(jiān)測(cè)和減少制造過(guò)程中使用的材料量是半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)鍵下一步, 并且需要一種創(chuàng)新的原位材料監(jiān)測(cè)和量化方法. 關(guān)鍵的第一步是為當(dāng)今的工藝和設(shè)備建立“基線”, 以便準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和量化材料使用的變化.

從安全和可持續(xù)性舉措中節(jié)省: 毋庸置疑, 與事故相關(guān)的員工, 設(shè)備, 生產(chǎn)和聲譽(yù)成本相比, 安全設(shè)備部署的成本很小. 然而, 可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃更為復(fù)雜. 減少材料使用, 減少浪費(fèi), 并顯著降低相關(guān)材料和減排相關(guān)成本. 然而, 除了與更有效地運(yùn)行 FAB 相關(guān)的純成本回收之外, 許多半導(dǎo)體消費(fèi)者越來(lái)越多地將可持續(xù)性視為其供應(yīng)商選擇標(biāo)準(zhǔn)的一部分. 隨著晶圓廠需要推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),大量且利潤(rùn)豐厚的供應(yīng)商合同正在增加,其中大部分工作發(fā)生在管理廢物的 Sub-FAB 中.

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Sub-FAB 應(yīng)用的安全性,可持續(xù)性和節(jié)約的共同點(diǎn)是, 為了改進(jìn)它們, 需要測(cè)量和量化要管理的材料. 無(wú)論是在腔室上還是作為 Sub-FAB 基礎(chǔ)設(shè)施的一部分, 都需要穩(wěn)健, 量化和實(shí)時(shí)的計(jì)量. Atonarp 的 Aston 實(shí)時(shí)半導(dǎo)體計(jì)量解決方案系列提供的原位量化計(jì)量在關(guān)鍵靈敏度 / 速度指標(biāo)上比其他殘留氣體分析儀優(yōu)于 10 倍至 100 倍, 并具有強(qiáng)大的等離子電離解決方案, 使它們能夠處理苛刻的工藝氣體和副產(chǎn)品.

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審核編輯黃宇