半導体生産における微量不純物測定の典型的な要求

汚染を回避するための要件は簡単です。化学蒸着やプラズマエッチングなどの重要な過程で使用されるガスには酸素や水分が存在してはならない。

水分または酸素のために選択されたアナライザまたはセンサは、ppbまでの検出レベル（LDL）が低い必要があります。貯蔵後にガス品質を検査することもできるが、使用点の近くで測定を行う必要がある。

半導体製造において一般的に用いられる酸素制御技術

典型的には、ジルコニア及び電気化学センサは、これらの用途における微量酸素を測定するために用いられる。

電気化学的酸素センシングオプションは、電流/微粒子またはヘルツ電池である。これらの製品の利点は100 pptの低検出下限（LDL）であり、敷地面積が小さく、各使用点付近への設置が容易である。どちらの技術も非常に信頼性が高く、低ppm読みから高ppm読みまでの応答速度は非常に速い。コスト効率の高い電気化学分析装置で使用されるセンサは、測定の用途やガスに応じて12～18ヶ月で交換する必要があります。しかし、センサの交換は非常に容易で、専門知識は必要なく、通常は通常の計画に組み込まれています。ヘルツ電池は交換する必要はありませんが、電解液は数週間おきに満タンにする必要があります。

多くのお客様にとって、制御デバイスの定期的な検査は標準的な品質の日常的なスケジュールであり、どのデバイスを使用しても適用されます。しかし、メンテナンスコストが増加していると考える人もいるかもしれません。

ジルコニア酸素センシング技術の利点は、低ppmから高ppmへの応答、高ppmから低ppmへの応答、およびセンサの非消費性である。電気化学センサと異なり、空気に曝すことでジルコニアセンサを消費することはない。

主な欠点は、比較的高い検出下限（約0.01 ppmO 2）であり、これにより、特定の用途に適さない。センサー温度が高すぎるため、どの炭化水素もセンサー上の酸素と反応し、誤った低示度を与える。

半導体製造において一般的に用いられる湿度制御技術

半導体製造における微量水分測定技術には通常3種類がある：

光キャビティ減衰分光法（CRDS）は、光センサ技術を採用しているため、正確で安定した迅速な測定を提供することができる。測定したガスに基づいて、計器の検出下限は0.1 ppbに下がった。コストが比較的高いため、主に中心分布点で使用されています。汚染されていると、メンテナンス作業が重くなり、コストも高くなる可能性があります。

石英結晶マイクロバランス（QCM）。CRDSほど速くはありませんが、これらの分析器の検出下限は0.05 ppmVで、信頼性の高い長期測定と自動較正機能を提供しています。分析器の外殻サイズのため、光学技術に比べて顕著なコストメリットがあるが、これらの分析器は通常、ガス分配などの中心位置に設置される。多くのモデルは、非常に優れた寿命コスト比と延長された修理期間を提供しています。

セラミックインピーダンス露点変換器。高い性能価格比を持ち、他の技術コストの小さい部分であり、センサーは1 ppbVまで測定でき、小型で使用点に設置しやすい。測定結果が一貫していることを確認するためには、年に1回のリキャリブレーションが必要です。しかし、これはユーザーが実行することも、システム上の他の通常のメンテナンスと組み合わせることもできます。ユーザーがメーカーのセンサー交換計画に参加すると、彼または彼女のセンサーは効果的に終身保証を受けることになる。

サンプリングの重要性

酸素を測定するにも水分を測定するにも、正確なサンプリング決定はセンサ技術だけでなく、測定の速度と精度がシステムのすべての部分に依存しているため、正確な分析器を選択することと同様に重要である。サンプリング管のタイプは重要であり、適切な部品を選択して低レベル測定を行う。理想的には、完全性の高い部品を持つ電気研磨ステンレス鋼管を使用しなければならない。

水分または酸素測定システムを購入する場合は、初期の決定段階でサンプリングを検討し、できるだけ専門家のアドバイスを受けてください。分析器とサンプリングシステムの正確な組み合わせだけが良い結果を提供し、早期損傷を防止し、測定結果の信頼性と一致を確保することができます。

まとめ

私たちはこの短い文章が現在市場で半導体製造に使用されている多くの微量水分と酸素の正確な測定の選択にいくつかの見解を与えることを望んでいる。

市場における幅広いテクノロジー、アナライザ、ブランドは、パフォーマンスと予算の面からアプリケーションに適した機会をユーザーに提供します。しかし、決定を下す前に専門家の意見を求めるのは常に良いアイデアであり、特に複数のパラメータを測定するシステムについては、技術とサンプリングコンポーネントの互換性を確保する必要があります。