Kurzbeschreibung: 

Prozessüberwachung in der Halbleiterfertigung durch photoakustische Multigasanalyse 

Projektbeschreibung:

In der Halbleiterfertigung können bereits kleinste Prozessabweichungen zu erheblichen Qualitätseinbußen führen. Insbesondere Plasmaumschläge in Ätz- und Abscheideprozessen verursachen Schäden an empfindlichen Strukturen, die häufig erst in nachgelagerten Prüfschritten erkannt werden. Eine frühzeitige, prozessnahe Überwachung ist daher entscheidend, um Ausschuss zu reduzieren und Ressourcen effizient einzusetzen.

Das Vorhaben high-RISE adressiert diese Herausforderung im Projektverbund durch die Entwicklung eines neuartigen Ansatzes zur simultanen Multikomponenten-Gasanalytik auf Basis photoakustischer Spektroskopie. Ziel ist es, charakteristische Spurengase in der Prozessatmosphäre in Echtzeit zu detektieren und als Indikatoren für kritische Prozesszustände nutzbar zu machen. Hierfür werden polyfrequente Modulationsverfahren, die Auswertung mehrerer akustischer Resonanzmoden sowie breit durchstimmbare Diodenlaser kombiniert. In Verbindung mit fasergekoppelten Sensorsystemen entsteht eine flexible und skalierbare Messarchitektur, die mit nur einem zentralen Emittermodul auskommen kann.

Ein digitaler Zwilling unterstützt die Auslegung, Kalibrierung und den stabilen Betrieb des Systems unter industriellen Bedingungen. Ziel des Projekts ist es, die Technologie von einem experimentellen Entwicklungsstand (TRL 5) in Richtung industrieller Demonstration (TRL 7) zu überführen und damit den Transfer in die Anwendung zu ermöglichen.

Neben der Halbleiterindustrie eröffnet der Ansatz Perspektiven für weitere Anwendungen in der Prozessanalytik, Umweltmesstechnik und Energiewirtschaft.