In der Halbleiterindustrie ist es unerlässlich, ultrareines Wasser (UPW) mit extrem niedrigen gelösten Sauerstoffgehalten (DO; dissolved oxygen) zu erhalten, um die Qualität und Zuverlässigkeit mikroelektronischer Bauelemente sicherzustellen.
Schon Spuren von DO können die Wasserqualität verschlechtern und empfindliche Wafer-Fertigungskomponenten beschädigen, was zu Defekten und Ertragsverlusten führt. Um diese Probleme zu vermeiden, müssen die DO-Konzentrationen typischerweise unter 5 Teilen pro Milliarde (ppb) am Anwendungspunkt während der Waferverarbeitung liegen.
Die Kontrolle von DO hilft, Oxidation und Korrosion auf Waferoberflächen zu kontrollieren. Eine präzise DO-Kontrolle sorgt für gleichmäßiges Polieren, reduziert Fehler und erhöht die Wirksamkeit des Planarisierungsprozesses.
Das Wachstum dünner kristalliner Schichten auf Wafern ist sehr empfindlich gegenüber DO-Werten. Die Aufrechterhaltung von ultraniedrigem DO unterstützt ein konstantes Schichtwachstum und optimale elektrische Eigenschaften, was die Geräteleistung direkt beeinflusst.
Traditionelle elektrochemische Sensoren stehen vor einer Reihe von Herausforderungen:
Im Gegensatz dazu bieten fortschrittliche optische Sensoren für gelösten Sauerstofferhebliche Vorteile:
Über die Genauigkeit hinaus helfen optische DO-Sensoren , UPW-Systemkomponenten vor Korrosion und Verschleiß zu schützen, indem sie eine zeitnahe Erkennung und Kontrolle des Sauerstoffeintrags ermöglichen.
Ihre Integration mit Multi-Parameter-Transmittern ermöglicht eine gleichzeitige Überwachung von Leitfähigkeit/Resistivität, Temperatur, gesamtem organischem Kohlenstoff (TOC) und pH-Wert. Diese Integration vereinfacht das Systemmanagement, indem sie die Bedienerschulung optimiert und den Ersatzteilbestand reduziert.
In dieser Fallstudie verbesserten METTLER TOLEDOs optischer DO-Sensor und M800-Sender die Messung von gelöstem Sauerstoff für eine der größten Halbleiterfabriken Asiens dramatisch, verbesserten Genauigkeit und Reaktionszeit und reduzierten den Wartungsstand.
Die strikte DO-Kontrolle bewahrt die Integrität der UPW und minimiert Risiken im Zusammenhang mit Wafer-Ätzung und CMP, die beide sehr empfindlich auf Sauerstoffkontamination reagieren. Eine effektive DO-Überwachung unterstützt die Prozessstabilität, reduziert den Ertragsverlust und hilft Herstellern, immer strengere Reinheits- und Leistungsstandards einzuhalten.
Insgesamt spielen fortschrittliche optische DO-Sensoren eine entscheidende Rolle in der Fertigung von Mikroelektronik, da sie eine präzise Erkennung und Steuerung von Ultraspur-Sauerstoffgehalt ermöglichen. Diese Fähigkeit schützt kritische Prozesse wie CMP und Epitaxie, verbessert die Gerätequalität, steigert die Produktionserträge und optimiert die Betriebseffizienz, wodurch diese Sensoren in der wettbewerbsintensiven Halbleiterindustrie unverzichtbar sind.
Jim Cannon – Leiter OEM & Märkte, Mettler Toledo Thornton
Nach dem Erwerb eines B.S. in Biologie erwarb er einen Graduiertenabschluss in Mikrobiologie, gefolgt von einem Graduiertenabschluss in Biophysik. Er besitzt außerdem einen MBA in Marketing und internationalem Management. Herr Cannon verfügt über mehr als 35 Jahre Erfahrung in der Leitung, Gestaltung und Entwicklung von ultrareiner Wasserbehandlung und -technologie. Dazu gehört die Messung der differentiellen Leitfähigkeit und UV-Oxidation zur Detektion von TOC in UPW sowie die Konstruktion und Kommerzialisierung von Elektrodeionisationsmodulen. Er war außerdem an der Entwicklung und Kommerzialisierung alternativer Online-Technologie für mikrobielle Erkennung beteiligt.
Herr Cannon ist derzeit in den Standardisierungs- und Regulierungsorganisationen für die Halbleiter-, Photovoltaik- und Pharmamärkte tätig, darunter das Facilities and Liquid Chemicals Committee, die Energy and Water Sustainability Task Force sowie die UPW Task Force.
