Echtzeit-Überwachung Wirklich reine Reinräume

In Reinräumen wie diesem soll künftig die Luftqualität in Echtzeit überwacht werden
In Reinräumen wie diesem soll künftig die Luftqualität in Echtzeit überwacht werden

Ein europäisches Projekt unter Beteiligung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) will neue laserbasierte Methoden zur Messung der luftgetragenen Kontaminierung von Reinräumen durch chemische Substanzen, sogenannte Airborne Molecular Contamination (AMC), untersuchen.

Chemische Substanzen sind in Möbeln enthalten und treten aus manchen Fußbodenbelägen aus, und sie stören empfindliche Produktionsprozesse in der Halbleiterfertigung: luftgetragene Schadstoffe wie Ammoniak und Formaldehyd. In einer Studie im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts zur Überwachung der Luftgüte in Reinräumen konnten diese beiden Substanzen als wichtige Schadstoffe bei der Herstellung von Halbleiter-Mikrostrukturen ausgemacht werden, die im Fokus des Projekts stehen sollen. „Ammoniak bleibt überall haften und kann so leicht von außen in den Reinraum getragen werden“, erklärte Anne Rausch von der PTB. „Außerdem  entsteht es manchmal auch durch die Produktionsprozesse im Reinraum selbst.“

Ziel des jetzt gestarteten europäischen Kooperationsprojekts ist es, Methoden zu entwickeln, die die Echtzeit-Überwachung der Konzentration solcher Stoffe in der Luft von Reinräumen ermöglicht. „Wenn dann ein AMC-Anstieg registriert wird, kann die Produktion angehalten werden. Die betroffenen Komponenten können kontrolliert und notfalls entsorgt werden“, sagte Rausch.

Dabei strebt das Projekt Echtzeitmessungen bei einer Nachweisgrenze im Bereich von wenigen AMC-Teilchen in einer Milliarde Gesamtteilchen (ppb) an. Zu diesem Zweck sollen zunächst bestehende Methoden der Laser-Spektroskopie hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit für AMC-Messungen verglichen und anschließend für die AMC-Überwachung optimiert werden. Anne Rausch und ihr Team untersuchen in der PTB die photoakustische Spektroskopie und die Cavity-Ring-Down-Spektroskopie. Europäische Partnerinstitute prüfen andere Messmethoden auf ihre Tauglichkeit.