Surveillance DO : Réponse rapide pour l'intégrité microélectronique

Comment le contrôle précis garantit la fiabilité des semi-conducteurs

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3 Feb, 2026

Jim Cannon

Dans l'industrie des semi-conducteurs, il est essentiel de maintenir une eau ultra-pure (UPW) avec des niveaux d'oxygène dissous (DO) extrêmement bas afin de garantir la qualité et la fiabilité des dispositifs microélectroniques.

Même des traces d'oxygène dissous peuvent dégrader la qualité de l'eau et endommager les composants sensibles utilisés dans la fabrication des plaquettes, entraînant des défauts et une perte de rendement. Pour éviter ces problèmes, les concentrations d'oxygène dissous doivent généralement être inférieures à 5 parties par milliard (ppb) au point d'utilisation pendant le traitement des plaquettes.

L'oxygène dissous est essentiel dans les processus clés de fabrication des semi-conducteurs

Planarisation chimico-mécanique (CMP)

Le contrôle du DO permet de gérer l'oxydation et la corrosion à la surface des plaquettes. Un contrôle précis du DO garantit un polissage uniforme, réduit les défauts et améliore l'efficacité du processus de planarisation.

Épitaxie

La croissance de couches cristallines minces sur des plaquettes est très sensible aux niveaux de DO. Le maintien d'un niveau de DO ultra-faible favorise une croissance régulière des couches et des propriétés électriques optimales, ce qui a un impact direct sur les performances des dispositifs.

Quelles sont les différences entre les capteurs DO optiques et traditionnels ?

Les capteurs électrochimiques traditionnels sont confrontés à un certain nombre de défis :

Temps de réponse lent : ils nécessitent des temps de polarisation longs, ce qui retarde les mesures cruciales.
Maintenance importante : un recalibrage et une maintenance fréquents sont nécessaires en raison de la dérive des capteurs, ce qui augmente les coûts et les temps d'arrêt.
Intégration limitée : ils fonctionnent généralement comme des appareils à paramètre unique.

En revanche, les capteurs d'oxygène dissous optiques avancés offrent des avantages significatifs :

Réponse rapide et précise : ils utilisent la technologie d'extinction de fluorescence pour des mesures rapides, en parties par milliard, qui se stabilisent en quelques minutes.
Faible maintenance : ils ne nécessitent qu'un entretien minimal, souvent seulement un remplacement annuel de l'élément capteur.
Intégration multiparamétrique : ils peuvent être intégrés à un seul transmetteur pour surveiller d'autres paramètres clés, ce qui simplifie la gestion du système et réduit les stocks.

Comment les capteurs optiques protègent-ils les systèmes UPW et simplifient-ils la surveillance ?

Au-delà de leur précision, les capteurs DO optiques contribuent à protéger les composants du système UPW contre la corrosion et la dégradation en permettant une détection et un contrôle rapides de la pénétration d'oxygène.

Leur intégration à des transmetteurs multiparamètres permet une surveillance simultanée de la conductivité/résistivité, de la température, du carbone organique total (COT) et du pH. Cette intégration simplifie la gestion du système en rationalisant la formation des opérateurs et en réduisant le stock de pièces de rechange.

Amélioration de la mesure de l'oxygène dissous en microélectronique grâce à un capteur à réponse rapide

Dans cette étude de cas, le capteur optique d'oxygène dissous et le transmetteur M800 de METTLER TOLEDO ont considérablement amélioré la mesure de l'oxygène dissous pour l'une des plus grandes fonderies de semi-conducteurs d'Asie, en augmentant la précision et le temps de réponse, et en réduisant la maintenance.

Le maintien d'un contrôle strict du DO préserve l'intégrité de l'UPW et minimise les risques associés à la gravure des plaquettes et au CMP, deux processus très sensibles à la contamination par l'oxygène. Une surveillance efficace du DO favorise la stabilité des processus, réduit les pertes de rendement et aide les fabricants à respecter des normes de pureté et de performance de plus en plus strictes.

Dans l'ensemble, les capteurs optiques avancés de DO jouent un rôle essentiel dans la fabrication microélectronique en assurant une détection et un contrôle précis des niveaux d'oxygène à l'état de traces. Cette capacité protège les processus critiques tels que le CMP et l'épitaxie, améliore la qualité des dispositifs, augmente les rendements de production et optimise l'efficacité opérationnelle, rendant ces capteurs indispensables dans l'industrie concurrentielle des semi-conducteurs.

À propos de l’auteur

Jim Cannon – Responsable OEM & Marchés, Mettler Toledo Thornton

Après avoir obtenu une licence en biologie, il a obtenu un diplôme de troisième cycle en microbiologie, puis un autre en biophysique. Il est également titulaire d'un MBA en marketing et gestion internationale. M. Cannon a plus de 35 ans d'expérience dans la gestion, la conception et le développement de technologies et de traitements d'eau ultra-pure. Cela inclut la mesure de la conductivité différentielle et l'oxydation UV pour la détection du COT dans l'eau ultra-pure, ainsi que la conception et la commercialisation de modules d'électrodéionisation. Il a également participé au développement et à la commercialisation d'une technologie alternative de détection microbienne en ligne.

M. Cannon participe actuellement aux organismes de normalisation et de réglementation pour les marchés des semi-conducteurs, du photovoltaïque et des produits pharmaceutiques, notamment au Comité des installations et des produits chimiques liquides, au Groupe de travail sur la durabilité de l'énergie et de l'eau et au Groupe de travail UPW.

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