氧气分析仪在半导体设备硅片承载区域氧含量监测控制方法

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，是电子产品的核心。在电子半导体器件制造中，单晶硅的氧浓度会严重影响单晶硅产品的性能，也是单晶硅生长过程中较难控制的环节。因此，对硅片承载区域氧气含量的控制显得十分重要。下面工采网小编和大家一起看看半导体设备硅片承载区域氧含量控制方法及控制技术应用方案。

硅片在传输过程中、升降舟（进出反应室）前后过程中，向晶圆传送盒传送时，是在相对密封的硅片承载区域进行的。由于硅片可与空气中的氧发生自然氧化反应，生成被工艺视为“污染”的不均匀氧化物，使工艺结果得不到保证，造成硅片的品质降低甚至报废现象。因而控制硅片承载区域氧含量变的十分迫切。对于硅片承载区域氧含量需要考虑硅片承载区域是一个相对密封的环境，其内设有多路管道阀门及检测单元，设于其中的硅片传输单元较多、结构较复杂。由于硅片承载区域复杂的结构特点，在控制的开始阶段，硅片承载区域的氧气含量还较高，气体分析仪测得的数值与目标值的差距较大，所以PID计算输出的控制量也大，易产生超调，造成参数整定困难。在这种状况下，需要耗费很长的时间，才能实现控制目标。

针对上述问题，通常需要采取氧气（O2）分析仪和气体质量流量控制器来闭环控制和降低设备内部气氛中的含氧量。同时，为避免微氧控制过程中气氛压力超出安全范围，一般采用了基于PLC的闭环控制模型来控制气氛中的压力，确保微氧控制良好情况下压力系统的可靠运行。工采网提供的英国SST 高温氧气分析仪 - OXY-Flex是高温型氧化锆氧气分析仪，供电电压为24V，有多种输出：4~20mA, 0~10V,RS232，适用于不易接触到气体的测量场合或封闭系统，如通风管道，烟道和容器里。普通温度型氧气分析仪 OXY-FLEX-X 系列用来测量空气或惰性气体里氧气浓度，气体温度范围是-100 到+250℃；高温系列氧气分析仪 OXY-FLEX-X-H 系列是用来测量空气或惰性气体里氧气浓度，温度范围是-100 到+400℃。这类产品特别适用于不易接触到气体的测量场合或封闭系统，如通风管道，烟道和容器里。

SST系列氧传感器并不是直接测量氧气浓度，而是待测气体里的氧分压值。为了直接输出氧气浓度， 氧气分析仪OXY-FLEX 必须在空气里或者已知特定参考浓度的气体里进行标定。标定或重参考可以让标定输入端连接 GND 实现，并监测数字周期输出状态或看板子绿灯状态。标定过程中，输出可以自动标定为一个固定参考值或通过改变电位器值手动标定为任何输出值。固定参考值出厂默认为20.7%为普通大气里标定值；标定值也可以在已知参考浓度气体里通过 RS232 接口设置标定。标定值一直保存。再次说明，自动或手动标定可以用户设置。正常的标定去除了应用中和大气压力变化所造成的影响，也排除了传感器工作最初几百个小时内可能发生的漂移问题。

审核编辑黄宇