半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，是電子產(chǎn)品的核心。在電子半導(dǎo)體器件制造中，單晶硅的氧濃度會(huì)嚴(yán)重影響單晶硅產(chǎn)品的性能，也是單晶硅生長(zhǎng)過(guò)程中較難控制的環(huán)節(jié)。因此，對(duì)硅片承載區(qū)域氧氣含量的控制顯得十分重要。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看半導(dǎo)體設(shè)備硅片承載區(qū)域氧含量控制方法及控制技術(shù)應(yīng)用方案。

硅片在傳輸過(guò)程中、升降舟（進(jìn)出反應(yīng)室）前后過(guò)程中，向晶圓傳送盒傳送時(shí)，是在相對(duì)密封的硅片承載區(qū)域進(jìn)行的。由于硅片可與空氣中的氧發(fā)生自然氧化反應(yīng)，生成被工藝視為“污染”的不均勻氧化物，使工藝結(jié)果得不到保證，造成硅片的品質(zhì)降低甚至報(bào)廢現(xiàn)象。因而控制硅片承載區(qū)域氧含量變的十分迫切。對(duì)于硅片承載區(qū)域氧含量需要考慮硅片承載區(qū)域是一個(gè)相對(duì)密封的環(huán)境，其內(nèi)設(shè)有多路管道閥門(mén)及檢測(cè)單元，設(shè)于其中的硅片傳輸單元較多、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。由于硅片承載區(qū)域復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在控制的開(kāi)始階段，硅片承載區(qū)域的氧氣含量還較高，氣體分析儀測(cè)得的數(shù)值與目標(biāo)值的差距較大，所以PID計(jì)算輸出的控制量也大，易產(chǎn)生超調(diào)，造成參數(shù)整定困難。在這種狀況下，需要耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，才能實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

針對(duì)上述問(wèn)題，通常需要采取氧氣（O2）分析儀和氣體質(zhì)量流量控制器來(lái)閉環(huán)控制和降低設(shè)備內(nèi)部氣氛中的含氧量。同時(shí)，為避免微氧控制過(guò)程中氣氛壓力超出安全范圍，一般采用了基于PLC的閉環(huán)控制模型來(lái)控制氣氛中的壓力，確保微氧控制良好情況下壓力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。工采網(wǎng)提供的英國(guó)SST 高溫氧氣分析儀 - OXY-Flex是高溫型氧化鋯氧氣分析儀，供電電壓為24V，有多種輸出：4~20mA, 0~10V,RS232，適用于不易接觸到氣體的測(cè)量場(chǎng)合或封閉系統(tǒng)，如通風(fēng)管道，煙道和容器里。普通溫度型氧氣分析儀 OXY-FLEX-X 系列用來(lái)測(cè)量空氣或惰性氣體里氧氣濃度，氣體溫度范圍是-100 到+250℃；高溫系列氧氣分析儀 OXY-FLEX-X-H 系列是用來(lái)測(cè)量空氣或惰性氣體里氧氣濃度，溫度范圍是-100 到+400℃。這類(lèi)產(chǎn)品特別適用于不易接觸到氣體的測(cè)量場(chǎng)合或封閉系統(tǒng)，如通風(fēng)管道，煙道和容器里。

SST系列氧傳感器并不是直接測(cè)量氧氣濃度，而是待測(cè)氣體里的氧分壓值。為了直接輸出氧氣濃度， 氧氣分析儀OXY-FLEX 必須在空氣里或者已知特定參考濃度的氣體里進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定或重參考可以讓標(biāo)定輸入端連接 GND 實(shí)現(xiàn)，并監(jiān)測(cè)數(shù)字周期輸出狀態(tài)或看板子綠燈狀態(tài)。標(biāo)定過(guò)程中，輸出可以自動(dòng)標(biāo)定為一個(gè)固定參考值或通過(guò)改變電位器值手動(dòng)標(biāo)定為任何輸出值。固定參考值出廠默認(rèn)為20.7%為普通大氣里標(biāo)定值；標(biāo)定值也可以在已知參考濃度氣體里通過(guò) RS232 接口設(shè)置標(biāo)定。標(biāo)定值一直保存。再次說(shuō)明，自動(dòng)或手動(dòng)標(biāo)定可以用戶(hù)設(shè)置。正常的標(biāo)定去除了應(yīng)用中和大氣壓力變化所造成的影響，也排除了傳感器工作最初幾百個(gè)小時(shí)內(nèi)可能發(fā)生的漂移問(wèn)題。

審核編輯黃宇