UV固化设备工作过程中为何要监控氧浓度？
半导体加工行业中,经常使用的UV固化设备,使用氮气吹扫UV灯的有着非常重要的作用,主要原因包括以下几个方面:
1. 防止臭氧生成
UV灯(尤其是短波长UVC)会分解空气中的氧气(O₂)生成臭氧(O₃)。臭氧具有强氧化性,可能腐蚀设备部件(如光学元件、传感器)或污染半导体材料。氮气吹扫通过降低氧气浓度,明显减少臭氧的生成,从而保护设备和工艺环境。
2. 提高固化质量
氧气可能干扰光固化反应的化学过程。例如,氧气会与光引发剂产生的自由基发生反应,阻止聚合反应,导致固化不完全或表面发黏(氧阻聚效应)。在无氧环境中,固化反应更快速、完全,尤其对深层或高精度涂层至关重要。
3. 延长UV灯寿命
UV灯在高温运行时,灯管内部的金属电极和石英材料可能因氧化而劣化。氮气作为惰性气体可减少氧化反应,延缓灯管老化,从而延长使用寿命并降低维护成本。
4. 维持洁净工艺环境
氮气吹扫可排除空气中的水分和微粒污染物,确保固化环境的高度纯净。半导体制造对洁净度要求非常高,任何杂质都可能导致产品异常。
5. 稳定光谱输出
氧气或其他气体的存在可能吸收或散射紫外线,影响UV灯的光强和波长稳定性。氮气环境有助于保持紫外光的均匀性和穿透性,确保固化效果一致。
综上所述:氮气吹扫通过创造惰性、无氧、洁净的环境,优化了UV固化工艺的质量和可靠性,同时保护设备免受臭氧和氧化的损害。这些因素在半导体制造等高精度行业中尤为重要,直接关系到产品性能和良率。因此监控氧浓度来控制氮气量就显得尤为重要。
如何监控氧浓度来控制氮气使用呢?
浓度监测:通过氧传感器实时监控,确保氮气纯度(通常要求纯度≥99.999%),超快速响应的氧浓度传感器OXY-GC-168起到实时监控的作用, 测量1ppm-20.9%的氧浓度,即对应当前氮气浓度79.1%-99.9999%氮气浓度。采用进口的超快速氧传感器从而保证检测的速度和品质,响应速度为100毫秒。使用寿命5年以上。
氧浓度传感器OXY-GC-168
流量调节:根据腔体体积和工艺时长动态调整氮气流量,平衡成本与效果。
异常处理:若氮气浓度不足氧浓度升高到报警点,系统应触发警报处理或暂停工艺,避免批次报废。