在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，“潔凈" 是貫穿全流程的核心準(zhǔn)則 —— 從晶圓清洗、薄膜沉積到光刻蝕刻，每一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境與物料的純度要求都達(dá)到了納米級(jí)甚至原子級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其中，工藝氣體的濕度管控尤為關(guān)鍵：即使微量水汽（露點(diǎn)溫度高于 - 60℃dp），也可能與硅晶圓發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化層，導(dǎo)致芯片電路短路；或在低溫工藝中凝結(jié)成微小液滴，破壞光刻膠涂層精度；更可能與特種工藝氣體（如氨氣、硅烷）反應(yīng)生成雜質(zhì)顆粒，直接影響芯片良率。TEKHEN 防爆露點(diǎn)傳感器 TK-100TR-EX 憑借其高精度、高穩(wěn)定性與適配性，成為半導(dǎo)體制造中氣體濕度管控的 “精準(zhǔn)衛(wèi)士"。
一、半導(dǎo)體制造對(duì)氣體濕度的嚴(yán)苛要求：為何必須精準(zhǔn)控濕？
半導(dǎo)體制造中，工藝氣體（如氮?dú)狻⒀鯕狻錃狻鍤獾龋┎粌H是載氣、保護(hù)氣，更是部分制程的核心原料，其濕度水平直接關(guān)聯(lián)三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
晶圓氧化與腐蝕防控：硅晶圓是半導(dǎo)體芯片的基底，在高溫沉積或清洗工藝中，若氣體中水汽含量超標(biāo)（露點(diǎn)＞-50℃dp），水汽會(huì)與硅表面發(fā)生氧化反應(yīng)生成 SiO?薄膜。這層 “意外氧化層" 會(huì)改變晶圓導(dǎo)電性能，導(dǎo)致后續(xù)電路圖案蝕刻偏差，甚至造成芯片功能失效。
光刻工藝精度保障：光刻環(huán)節(jié)需要在晶圓表面涂覆光刻膠，并通過(guò)紫外線曝光形成電路圖案。若環(huán)境或載氣中存在微量水汽，會(huì)使光刻膠涂層出現(xiàn) “針孔" 或 “氣泡"，曝光后電路邊緣模糊，無(wú)法滿足 7nm、5nm 等先進(jìn)制程的線寬精度要求。
設(shè)備與工藝穩(wěn)定性維護(hù)：半導(dǎo)體制造設(shè)備（如氣相沉積設(shè)備、離子注入機(jī)）的內(nèi)部腔體為高真空或高壓環(huán)境，若氣體攜帶水汽進(jìn)入，可能在腔體壁凝結(jié)成液滴，與腔體金屬材質(zhì)反應(yīng)生成銹蝕顆粒；同時(shí)，水汽還可能與工藝氣體（如硅烷 SiH?）反應(yīng)生成固態(tài)硅氧化物，堵塞氣體管路或噴嘴，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)維護(hù)，增加生產(chǎn)成本。
據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，因氣體濕度管控不當(dāng)導(dǎo)致的半導(dǎo)體芯片良率下降，平均會(huì)使企業(yè)生產(chǎn)成本增加 15%-20%。因此，選擇一款能滿足 “高精度、寬適配、高可靠" 的露點(diǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，是半導(dǎo)體制造企業(yè)的必然需求。
二、TEKHEN TK-100TR-EX 傳感器：匹配半導(dǎo)體需求的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)
針對(duì)半導(dǎo)體制造的高潔凈、高穩(wěn)定性要求，TEKHEN TK-100TR-EX 防爆露點(diǎn)傳感器從測(cè)量精度、適配性、安全性等維度進(jìn)行了專項(xiàng)優(yōu)化，契合工藝場(chǎng)景需求：
1. 超寬量程 + 高精度，覆蓋全流程濕度監(jiān)測(cè)需求
半導(dǎo)體制造不同環(huán)節(jié)對(duì)氣體露點(diǎn)的要求差異較大：例如晶圓清洗環(huán)節(jié)需控制露點(diǎn)≤-40℃dp，而先進(jìn)光刻環(huán)節(jié)則要求露點(diǎn)≤-70℃dp。TEKHEN TK-100TR-EX 的測(cè)量范圍覆蓋 **-100℃~+20℃dp**，不僅能滿足半導(dǎo)體全流程的濕度監(jiān)測(cè)需求，更能精準(zhǔn)捕捉微量水汽變化 —— 其測(cè)量精度達(dá)**±2℃dp**，在 - 60℃~-20℃dp（半導(dǎo)體核心管控區(qū)間）的精度偏差可控制在 ±1.5℃dp 內(nèi)，確保數(shù)據(jù)真實(shí)反映氣體濕度狀態(tài)，為工藝調(diào)整提供可靠依據(jù)。
同時(shí)，該傳感器采用電容法測(cè)量原理，檢測(cè)元件通過(guò)吸附水汽改變電容值，響應(yīng)速度快（從 - 60℃dp 階躍到 - 30℃dp 的響應(yīng)時(shí)間＜10 秒），能實(shí)時(shí)追蹤氣體濕度波動(dòng)，避免因滯后性導(dǎo)致的管控失準(zhǔn)。
2. 寬壓 + 寬流量適配，兼容半導(dǎo)體復(fù)雜工藝環(huán)境
半導(dǎo)體制造中，工藝氣體的輸送壓力與流量因設(shè)備不同差異顯著：例如氣相沉積設(shè)備的氣體壓力可達(dá) 10MPa，而載氣輸送流量通常控制在 1~5L/min。TEKHEN TK-100TR-EX 具備10??Pa~30MPa的超寬工作壓力范圍，既能適配高真空的離子注入機(jī)，也能滿足高壓工藝設(shè)備的監(jiān)測(cè)需求；流量適配性同樣出色 —— 采用傳感器塊時(shí)支持1~20L/min流量，直接插入式安裝支持0.5~10m/s流速，無(wú)需額外調(diào)整工藝氣體參數(shù)，即可無(wú)縫集成到現(xiàn)有氣體管路中。
此外，傳感器的檢測(cè)元件采用惰性材料封裝，與半導(dǎo)體常用工藝氣體（氮?dú)狻鍤狻錃獾龋o(wú)化學(xué)反應(yīng)，且表面經(jīng)過(guò)特殊鍍膜處理，不易吸附粉塵或有機(jī)雜質(zhì)，契合半導(dǎo)體行業(yè)的高潔凈標(biāo)準(zhǔn)，避免對(duì)工藝氣體造成二次污染。
3. 本質(zhì)安全型防爆設(shè)計(jì)，適配潔凈車間安全規(guī)范
雖然半導(dǎo)體潔凈車間以惰性氣體為主，但部分工藝（如氫氣退火）會(huì)使用易燃易爆氣體，且車間內(nèi)存在大量精密電氣設(shè)備，對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的安全性要高。TEKHEN TK-100TR-EX 獲得日本 TIIS 防爆認(rèn)證，可與絕緣屏障組合構(gòu)成本質(zhì)安全型防爆系統(tǒng)，能用于0 區(qū)危險(xiǎn)場(chǎng)所（氣體持續(xù)或長(zhǎng)時(shí)間存在的區(qū)域），即使在氫氣泄漏等場(chǎng)景下，也不會(huì)產(chǎn)生電火花引發(fā)安全事故，為潔凈車間的安全生產(chǎn)提供雙重保障。
4. 標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)輸出，便于與工藝控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)
半導(dǎo)體制造依賴自動(dòng)化控制系統(tǒng)（如 PLC、DCS）實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)控。TEKHEN TK-100TR-EX 提供4-20mA 模擬信號(hào)輸出，可直接接入車間現(xiàn)有控制系統(tǒng)，無(wú)需額外加裝信號(hào)轉(zhuǎn)換器；同時(shí)支持 12~28VDC 寬電壓供電，功耗≤1W，不會(huì)對(duì)車間供電系統(tǒng)造成負(fù)擔(dān)。工作人員可通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看氣體露點(diǎn)數(shù)據(jù)，當(dāng)濕度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警或調(diào)整除濕設(shè)備，實(shí)現(xiàn) “監(jiān)測(cè) - 預(yù)警 - 調(diào)控" 的閉環(huán)管理。
三、TEKHEN TK-100TR-EX 在半導(dǎo)體制造中的典型應(yīng)用場(chǎng)景
憑借上述技術(shù)優(yōu)勢(shì)，TEKHEN TK-100TR-EX 已在半導(dǎo)體制造的多個(gè)核心環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用，為工藝穩(wěn)定與良率提升提供支持：
1. 工藝氣體輸送管路監(jiān)測(cè)
在半導(dǎo)體工廠的中央氣體供應(yīng)系統(tǒng)（CGS）中，工藝氣體從儲(chǔ)罐輸送到各設(shè)備的管路長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米，若管路接頭密封不嚴(yán)，可能導(dǎo)致外界濕氣滲入。將 TEKHEN TK-100TR-EX 安裝在管路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如設(shè)備入口前），可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣體露點(diǎn)變化：當(dāng)露點(diǎn)高于設(shè)定閾值（如 - 50℃dp）時(shí)，系統(tǒng)立即報(bào)警，工作人員可及時(shí)排查泄漏點(diǎn)，避免不合格氣體進(jìn)入設(shè)備。
2. 光刻膠涂覆與曝光環(huán)節(jié)濕度管控
光刻環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境與載氣濕度的要求最為嚴(yán)苛，若載氣（通常為氮?dú)猓┲兴瑯?biāo)，會(huì)直接影響光刻膠的涂覆均勻性。在光刻設(shè)備的載氣入口處安裝 TEKHEN TK-100TR-EX，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氮?dú)饴饵c(diǎn)，確保其穩(wěn)定控制在 - 70℃dp 以下；同時(shí)，傳感器數(shù)據(jù)可與光刻設(shè)備的溫度控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)濕度波動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)整除濕裝置功率，避免因濕度變化導(dǎo)致的光刻偏差。
3. 晶圓退火工藝的氫氣濕度監(jiān)測(cè)
部分半導(dǎo)體工藝（如硅晶圓退火）需使用氫氣作為保護(hù)氣，以防止晶圓氧化。氫氣屬于易燃易爆氣體，且其濕度若超標(biāo)（露點(diǎn)＞-40℃dp），會(huì)在高溫下與晶圓表面反應(yīng)生成雜質(zhì)。TEKHEN TK-100TR-EX 的防爆設(shè)計(jì)可確保在氫氣環(huán)境中安全運(yùn)行，同時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)氫氣露點(diǎn)，保障退火工藝的穩(wěn)定性，減少晶圓表面缺陷。
四、本土化服務(wù) + 標(biāo)準(zhǔn)溯源，為半導(dǎo)體企業(yè)提供長(zhǎng)期保障
除產(chǎn)品性能外，TEKHEN 還為半導(dǎo)體企業(yè)提供全周期服務(wù)支持：該傳感器采用國(guó)內(nèi)開發(fā)、制造、校準(zhǔn)模式，可追溯至國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院校準(zhǔn)），確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與一致性；同時(shí)，TEKHEN 擁有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，可根據(jù)半導(dǎo)體企業(yè)的工藝需求提供定制化安裝方案（如潔凈室專用支架、防干擾布線設(shè)計(jì)），并提供上門校準(zhǔn)服務(wù)，避免因傳感器校準(zhǔn)導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)時(shí)間。
對(duì)于半導(dǎo)體制造企業(yè)而言，TEKHEN TK-100TR-EX 不僅是一款高精度的露點(diǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，更是工藝穩(wěn)定、良率提升的 “可靠伙伴"—— 通過(guò)精準(zhǔn)管控氣體濕度，從源頭減少因水汽導(dǎo)致的工藝缺陷，助力企業(yè)在先進(jìn)制程競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
