半导体臭氧浓度在线监测:传感器选型、安装位置与闭环控制,适用于 ALD、CVD、PLD、半导体氧化工艺臭氧在线监测系统设计
一、为什么半导体工艺需要在线监测
臭氧浓度直接影响氧化反应速率、薄膜质量及工艺重复性。对于ALD、CVD等工艺,实际进入反应腔体的臭氧浓度比发生器出口浓度更具参考价值,因此在线监测是保证工艺稳定的重要手段。
二、三个关键监测点位
建议在臭氧发生器出口、腔体入口和尾气排放口设置监测点。
监测位置 | 作用 | 推荐程度 |
臭氧发生器出口 | 监测臭氧发生器状态与输出浓度 | ★★★★★ |
腔体入口 | 反映真实工艺浓度 | ★★★★★ |
尾气排放口 | 监测尾气分解器及安全排放 | ★★★★☆ |

三、臭氧分析仪安装方式
对于半导体设备,推荐采用旁路取样(Bypass Sampling)方式,而非将分析仪直接串入主工艺气路,比如北京同林科技有限公司的3S-J5000臭氧在线检测仪。
方式 | 原理 | 优点 | 适用场景 |
旁路取样(推荐) | 分析仪与主管路并联 | 不影响工艺流量,维护方便 | ALD/CVD/PLD |
全流量测量 | 全部气体经过分析仪 | 数据直接 | 小流量实验平台 |
推荐气路结构:
氧气源 → MFC → 臭氧发生器 → 主管路 → 工艺腔体
↓
臭氧分析仪(旁路取样)
四、MFC与臭氧分析仪集成逻辑
MFC负责流量控制,分析仪负责浓度监测,两者形成“设定—监测—反馈”的闭环控制。分析仪通常不承担主气路流量控制功能。
组件 | 主要功能 | 控制对象 |
MFC | 稳定流量 | 流量 |
臭氧分析仪 | 监测浓度 | 浓度 |
PLC/DCS | 闭环控制 | 系统协调 |
五、典型配置方案
项目 | ALD/CVD系统 | 多腔体系统 | 推荐 |
分析仪 | UV臭氧分析仪 | UV臭氧分析仪 | BMT/北京同林类 |
安装方式 | 旁路取样 | 各支路独立监测 | 推荐 |
通讯方式 | Modbus RTU | Modbus TCP/IP | PLC集成 |
控制方式 | 浓度闭环 | 分区闭环 | 推荐 |
如需半导体ALD/CVD臭氧系统、臭氧分析仪、MFC集成方案设计,可联系北京同林臭氧。
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