Trong ngành công nghiệp bán dẫn, việc duy trì nước siêu tinh khiết (UPW) với nồng độ oxy hòa tan (DO) cực thấp là điều cần thiết để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của các thiết bị vi điện tử.
Ngay cả một lượng nhỏ DO cũng có thể làm giảm chất lượng nước và làm hỏng các thành phần nhạy cảm trong quá trình chế tạo wafer, dẫn đến lỗi và giảm năng suất. Để ngăn ngừa những vấn đề này, nồng độ DO thường được yêu cầu phải dưới 5 phần tỷ (ppb) tại điểm sử dụng trong quá trình xử lý wafer.
Kiểm soát DO giúp quản lý quá trình oxy hóa và ăn mòn trên bề mặt wafer. Kiểm soát DO chính xác đảm bảo quá trình đánh bóng đồng đều, giảm thiểu khuyết tật và nâng cao hiệu quả của quá trình làm phẳng.
Sự phát triển của các lớp tinh thể mỏng trên wafer rất nhạy cảm với nồng độ DO. Duy trì nồng độ DO cực thấp hỗ trợ sự phát triển lớp nhất quán và các đặc tính điện tối ưu, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thiết bị.
Cảm biến điện hóa truyền thống gặp phải một số thách thức:
Ngược lại, cảm biến oxy hòa tan quang học tiên tiến mang lại những lợi thế đáng kể:
Ngoài độ chính xác, cảm biến DO quang học giúp bảo vệ các thành phần của hệ thống UPW khỏi bị ăn mòn và xuống cấp bằng cách cho phép phát hiện và kiểm soát kịp thời sự xâm nhập của oxy.
Việc tích hợp chúng với màn hình hiển thị đa thông số cho phép giám sát đồng thời độ dẫn điện/điện trở suất, nhiệt độ, tổng cacbon hữu cơ (TOC) và pH. Sự tích hợp này đơn giản hóa việc quản lý hệ thống bằng cách hợp lý hóa việc đào tạo người vận hành và giảm hàng tồn kho phụ tùng thay thế.
Trong nghiên cứu điển hình này, cảm biến DO quang học và màn hình hiển thị M800 của METTLER TOLEDO đã cải thiện đáng kể phép đo oxy hòa tan cho một trong những xưởng đúc bán dẫn lớn nhất châu Á, nâng cao độ chính xác và thời gian phản hồi, đồng thời giảm bảo trì.
Duy trì kiểm soát DO nghiêm ngặt sẽ duy trì tính toàn vẹn của UPW và giảm thiểu rủi ro liên quan đến khắc wafer và CMP, cả hai đều rất nhạy cảm với ô nhiễm oxy. Giám sát DO hiệu quả hỗ trợ sự ổn định của quy trình, giảm tổn thất năng suất và giúp các nhà sản xuất đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất và độ tinh khiết ngày càng nghiêm ngặt.
Nhìn chung, cảm biến DO quang học tiên tiến đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất vi điện tử bằng cách cung cấp khả năng phát hiện và kiểm soát chính xác mức oxy siêu vết. Khả năng này bảo vệ các quy trình quan trọng như CMP và epitaxy, nâng cao chất lượng thiết bị, tăng năng suất sản xuất và tối ưu hóa hiệu quả hoạt động, làm cho các cảm biến này không thể thiếu trong ngành công nghiệp bán dẫn cạnh tranh.
With 35 years of experience, Jim Cannon is a recognized authority in the world of ultrapure water. His career is defined by a commitment to precision—whether he’s navigating the complexities of UV oxidation or advising the Facilities and Liquid Chemicals Committee on new regulations. Today, Jim continues to be a trusted advisor for the semiconductor and pharmaceutical sectors, ensuring that the water powering our most advanced technologies meets the highest possible standards of excellence.