En la industria de semiconductores, mantener agua ultrapura (UPW) con niveles extremadamente bajos de osígeno disuelto (DO) es esencial para garantizar la calidad y fiabilidad de los dispositivos microelectrónicos.
Incluso pequeñas cantidades de DO pueden degradar la calidad del agua y dañar componentes sensibles a la fabricación de obleas, provocando defectos y pérdida de fluencia. Para evitar estos problemas, las concentraciones de DO suelen estar por debajo de 5 partes por billón (ppb) en el punto de uso durante el procesamiento de obleas.
Controlar el DO ayuda a controlar la oxidación y la corrosión en las superficies de las obleas. El control preciso del DO garantiza un pulido uniforme, reduce defectos y mejora la eficacia del proceso de planarización.
El crecimiento de capas cristalinas delgadas en las obleas es muy sensible a los niveles de OD. Mantener una DO ultra baja apoya un crecimiento constante de capas y propiedades eléctricas óptimas, afectando directamente al rendimiento del dispositivo.
Los sensores electroquímicos tradicionales se enfrentan a varios desafíos:
En cambio, los sensores avanzados de oxígeno disuelto óptico ofrecen ventajas significativas:
Más allá de la precisión, los sensores ópticos de DO ayudan a proteger los componentes del sistema UPW de la corrosión y la degradación al permitir la detección y control oportunos de la entrada de oxígeno.
Su integración con transmisores multiparámetro permite el monitoreo simultáneo de conductividad/resistividad, temperatura, carbono orgánico total (TOC) y pH. Esta integración simplifica la gestión del sistema al agilizar la formación de los operadores y reducir el inventario de repuestos.
En este caso de estudio, el sensor óptico DO de METTLER TOLEDO y el transmisor M800 mejoraron drásticamente la medición de oxígeno disuelto para una de las mayores fundiciones de semiconductores de Asia, mejorando la precisión y el tiempo de respuesta, y reduciendo el mantenimiento.
Mantener un control estricto de DO preserva la integridad de UPW y minimiza los riesgos asociados al grabado de obleas y al CMP, ambos altamente sensibles a la contaminación por oxígeno. Una monitorización eficaz de DO apoya la estabilidad del proceso, reduce la pérdida de rendimiento y ayuda a los fabricantes a cumplir con estándares cada vez más estrictos de pureza y rendimiento.
En general, los sensores ópticos avanzados de DO desempeñan un papel vital en la fabricación de microelectrónica al proporcionar detección y control precisos de niveles ultra-traza de ojeción. Esta capacidad protege procesos críticos como la CMP y la epitaxia, mejorando la calidad del dispositivo, aumentando los rendimientos de producción y optimizando la eficiencia operativa, haciendo que estos sensores sean indispensables en la competitiva industria de semiconductores.
Jim Cannon – Head of OEM & Markets, Mettler Toledo Thornton
Tras obtener una licenciatura en Biología, obtuvo un posgrado en Microbiología, seguido de un posgrado en Biofísica. También tiene un MBA en Marketing y Gestión Internacional. Cannon, cuenta con más de 35 años de experiencia gestionando, diseñando y desarrollando tratamiento y tecnología de agua ultrapura. Esto incluye medir la conductividad diferencial y la oxidación UV para la detección de TOC en UPW, así como el diseño y comercialización de módulos de electrodeionización. También ha participado en el desarrollo y comercialización de tecnología alternativa de detección microbiana en línea.
Actualmente, participa en las organizaciones de estándares y regulación para los mercados de semiconductores, fotovoltaicos y farmacéuticos, incluyendo el Comité de Instalaciones y Químicos Líquidos, el Grupo de Trabajo sobre Sostenibilidad de la Energía y el Agua, y el Grupo de Trabajo de UPW.
