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半导体设备对各类传感器需求的技术必要性

森瑟科技 2025-11-27 09:28 次阅读
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半导体设备的高精度制造、稳定运行与智能化管控,核心依赖各类传感器提供实时、精准的物理/化学信号反馈,是技术实现与良率保障的关键支撑,无传感器则无法完成核心工艺闭环。

1. 工艺精度控制的核心支撑

半导体制造(光刻、刻蚀、沉积等)需纳米级定位与参数把控,传感器是“精度标尺”:

位移/定位传感器(激光干涉仪、光栅尺)实现晶圆/光刻胶的微米级对准,避免图形偏移;

温度/压力传感器实时修正工艺腔室环境,防止薄膜沉积厚度不均、刻蚀速率异常;

振动传感器是纳米级精度的“稳定守护者”:森瑟科技529A双轴低噪声振动传感器,凭借超低噪声特性(4µg/√Hz @1kHz)精准捕捉光刻机工作台的低频微振动,联动控制系统动态调整运动参数,抵消振动对3nm制程图形转移的干扰,确保光刻精度偏差控制在纳米级;533AM1-500三轴IEPE加速度传感器采用环形剪切模式,宽频带响应覆盖0.4-15kHz,可同步监测刻蚀机腔体三向振动,避免因腔室振动导致的刻蚀深度不均问题,助力先进制程工艺稳定性提升 。

02.png

2. 设备稳定运行的安全屏障

半导体设备多为高真空、高电压、强腐蚀环境,传感器是“故障预警器”:

真空传感器监测腔室密封性,避免气体泄漏导致工艺失效;

气体传感器(如氧传感器、有毒气体探测器)防范腐蚀气体(如HF、Cl₂)泄漏,保护设备与人员安全;

振动传感器是设备机械状态的“监测核心”:森瑟科技540C压电加速度传感器具备-40℃~125℃宽温工作范围,可部署在半导体设备的真空泵、电机等关键部件,通过10-28000Hz的宽频带监测,捕捉轴承磨损、叶轮失衡等引发的振动异常,某半导体工厂应用后,设备突发停机率降低40%,维修响应时间缩短50% ;590C三轴震动加速度传感器采用贴片式装配设计,体积仅15.6×15.6×6mm,可嵌入式安装于设备内部狭小空间,全面覆盖多维度振动监测,提前预警机械部件潜在故障,降低维修成本与停机时长。

540C.png


3. 智能化与良率提升的关键数据源

现代半导体设备的自动化、智能化依赖传感器的“数据输入”:

光学传感器(光谱仪、摄像头)检测晶圆表面缺陷(划痕、颗粒),联动系统剔除不良品;

电流/电压传感器监控等离子体状态,动态调整功率参数,提升工艺重复性;

压力传感器反馈晶圆夹持力度,避免碎片损耗,直接优化良率;

森瑟科技的系列传感器构建全维度数据支撑体系:540A高频精密型加速度传感器以超低噪声和高灵敏度,为设备振动数据建模提供精准输入,结合其噪声传感器的声振交叉验证数据,助力AI算法优化设备运维策略,某晶圆厂应用后良率提升3.2%;835CA-8三轴CAN输出加速度传感器支持CAN协议自定义输出,可远程传输半导体生产线多设备振动数据至云平台,实现集群设备的智能化统筹管控,降低人工巡检成本的同时提升异常响应效率 。

无传感器的数据支撑,设备仅能“盲目运行”,无法实现闭环控制与智能化迭代。

4. 极端环境下的工艺适配需求

半导体工艺的特殊环境(高真空、高温、强辐射)需专用传感器突破测量限制:

真空环境下的电容式压力传感器,解决常规仪表无法精准测量的问题;

高温传感器(耐500℃以上)适配薄膜沉积的高温工况,确保参数稳定;

森瑟科技的定制化传感器精准匹配极端工艺场景:533AM1-500三轴传感器采用金属焊接密封和钛合金外壳,防护性能优异,可在半导体设备高真空、高低温波动(-55℃~125℃)环境中保持稳定测量,残留噪声低至0.0002 Equiv. g RMS,避免环境干扰导致的数据失真 ;540系列传感器采用剪切型陶瓷技术,在离子注入机的强辐射、高电压环境中仍能保持长期稳定性,其国产化供应链优势还可避免进口传感器的关税壁垒与交付风险,为半导体设备稳定量产提供保障 。此类定制化产品是半导体设备适配极端工艺环境的“专属解决方案”,无替代技术。

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