半导体超纯水系统中溶解臭氧的测量

半导体超纯水系统中溶解臭氧的测量

臭氧(O3)是一种不稳定的三原子形式的氧。它是一种非常强的氧化性气体，注入水中以去除可能导致颜色、气味或味道的有机物。更重要的是，臭氧使水消毒，迅速摧毁微生物污染。溶解的臭氧在几分钟内就会转化为无害的氧气，这取决于水的温度和pH值，所以它必须在生产过程中产生和测量。臭氧几乎不会留下有害的分解产物。

臭氧发生器的工作原理是通过高压电极附近的干燥空气或氧气，电晕放电将一些氧气转化为臭氧，就像雷暴中发生的那样。然后，气体混合物在储罐扩散系统或装有文丘里喷射器的管道中与水接触。充分接触是为了更大限度地溶解。其他方法是为了防止臭氧化过程中形成气泡而设计的。这些方法在一些半导体应用中有好处，在这些应用中，更传统的臭氧化方法可能导致人为的高颗粒计数或增加过量的氧气。也有新一代技术可以直接在水中产生臭氧，以减少可能的大气损失。

半导体级超纯水的臭氧化在超纯水通过更终过滤和分配设备时，臭氧化用于对其进行消毒和消毒。目标是控制输送到晶圆厂的超纯水的细菌水平。生物生长会产生有机物或颗粒，对产品产量产生不利影响。臭氧化通常发生在UPW储罐之前，在分配回流管道中，或者可以直接扩散到储存容器本身。水平通常维持在5至50 ppb的范围内，但随后必须使用破坏臭氧的紫外线消除。臭氧测量是为了确保注射后保持适当的剂量控制，然后确保紫外线照射消除残余臭氧。在这一点上，任何残留的臭氧都成为不需要的污染物，并有助于增加氧气水平，这可能会影响下游脱气过程的性能。对于这个场景，如图所示，需要两个测量点。

一些晶圆工艺，如光刻胶剥离和CMP使用溶解臭氧在10至30 ppm的范围内，这远远超过了桑顿溶解臭氧传感器的测量范围。其他技术更合适。

溶解臭氧测量

由于上述原因，臭氧化的在线监测和控制已成为半导体UPW系统纳入臭氧处理的标准做法。溶解臭氧仪器的范围从复杂的高成本，维护密集型设备提供良好的性能，低成本，不太可靠的设备与流量敏感的读数。对于具有优异性能，高可靠性和不频繁的简单维护和合理成本的测量，梅特勒-托莱多桑顿提供两种多参数仪器平台的溶解臭氧测量选择。