在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域，每一納米的精度都至關(guān)重要，化學(xué)藥液濃度的微小偏差足以影響整個(gè)晶圓的品質(zhì)

在半導(dǎo)體制造工藝中，濕法清洗和蝕刻過程直接決定了晶圓表面的潔凈度和微觀結(jié)構(gòu)的精度。這些工藝中使用的化學(xué)藥液濃度需要被精確控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，任何微小偏差都可能導(dǎo)致產(chǎn)品良率下降。

日本堀場(chǎng)（HORIBA）推出的光纖式化學(xué)溶液濃度監(jiān)測(cè)儀，正是針對(duì)這一關(guān)鍵需求而開發(fā)的高精度監(jiān)測(cè)解決方案，通過先進(jìn)的光纖傳感技術(shù)和獨(dú)特的光譜分析法，為半導(dǎo)體制造提供了可靠的藥液濃度管理保障。

技術(shù)原理：光譜分析結(jié)合光纖傳感

堀場(chǎng)光纖式濃度監(jiān)測(cè)儀采用吸收光譜測(cè)定法作為其核心測(cè)量原理。當(dāng)光穿過化學(xué)藥液時(shí)，特定波長的光會(huì)被藥液中的成分吸收，吸收強(qiáng)度與成分濃度呈正比關(guān)系。

通過測(cè)量不同波長光線的吸收情況，系統(tǒng)能夠精確計(jì)算出藥液中各成分的濃度比例。

濃度計(jì)算采用溫度補(bǔ)償型多變量解析法。這一方法能夠消除溫度波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，確保在不同工藝溫度下都能獲得穩(wěn)定的濃度數(shù)據(jù)。

光纖技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電氣部分與測(cè)量部分的分離。通過光纖傳輸光源信號(hào)，監(jiān)測(cè)儀主體可以遠(yuǎn)離腐蝕性化學(xué)氣體環(huán)境，大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命。

產(chǎn)品系列與特點(diǎn)：滿足多樣化半導(dǎo)體工藝需求

CS-100F1系列：多功能集成監(jiān)測(cè)

CS-100F1系列是堀場(chǎng)經(jīng)典的光纖式藥液濃度計(jì)，專為半導(dǎo)體制造中的清洗及蝕刻工藝設(shè)計(jì)。該系列產(chǎn)品具有多項(xiàng)突出特點(diǎn)：

1. 多藥液監(jiān)測(cè)能力：單臺(tái)濃度計(jì)最多可存儲(chǔ)4種校正系數(shù)（藥液或量程），能夠監(jiān)測(cè)單槽或單晶圓清洗裝置中的多種藥液或不同藥液配比濃度。

2. 高速響應(yīng)性能：監(jiān)測(cè)周期約為3秒，實(shí)現(xiàn)了高速響應(yīng)性，支持多槽、單槽及單晶圓方式清洗裝置的濃度管理。

3. 緊湊設(shè)計(jì)：底面面積僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的三分之二，輕便小巧的設(shè)計(jì)有利于節(jié)省清洗裝置的空間。

4. 實(shí)時(shí)濃度反饋：通過直接組裝在清洗裝置主配管中的在線檢測(cè)單元，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)濃度監(jiān)測(cè)，適用于高精度需求的反饋控制。

CS-600F系列：高溫藥液穩(wěn)定測(cè)量

CS-600F系列在CS-100F1基礎(chǔ)上進(jìn)行了升級(jí)，提供適合高溫化學(xué)藥液在線測(cè)量的增強(qiáng)功能。

1. 高溫測(cè)量穩(wěn)定性：新的光學(xué)系統(tǒng)和改進(jìn)的處理算法支持對(duì)20℃至80℃的高溫化學(xué)藥液進(jìn)行在線測(cè)量，無需冷卻樣品。

2. 擴(kuò)展監(jiān)測(cè)能力：單臺(tái)濃度計(jì)可測(cè)量多達(dá)六種化學(xué)藥液（藥液種類或濃度范圍），并能以串行輸出方式輸出多達(dá)六種組分的測(cè)量值。

3. 降低維護(hù)頻率：背景校正頻率顯著降低，減少了機(jī)臺(tái)停機(jī)時(shí)間，有助于提高產(chǎn)能。

CS-900系列：非接觸式創(chuàng)新

CS-900代表了新一代濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)，采用非接觸式測(cè)量理念。

• 設(shè)計(jì)：傳感器直接從外部連接到PFA管路，無需在管路上開孔，消除了化學(xué)藥液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)

• 集成化光學(xué)系統(tǒng)：光源和光學(xué)傳感器已集成至樣品單元，結(jié)構(gòu)更加緊湊

• 長壽命LED光源：使用LED燈，壽命長達(dá)5年，降低了更換頻率和維護(hù)成本

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：精度與可靠性的結(jié)合

堀場(chǎng)光纖式化學(xué)溶液濃度監(jiān)測(cè)儀在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域展現(xiàn)出多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1. 的測(cè)量精度：以CS-152型號(hào)為例，其鹽酸和過氧化氫的測(cè)量再現(xiàn)性可達(dá)±0.15%，水的測(cè)量再現(xiàn)性為±1.5%，滿足半導(dǎo)體制造對(duì)藥液濃度的苛刻要求。

2. 寬溫度范圍適應(yīng)性：能夠在20℃至80℃的藥液溫度范圍內(nèi)進(jìn)行精確測(cè)量，覆蓋了半導(dǎo)體濕法工藝中的各種溫度條件。

3. 的穩(wěn)定性和重復(fù)性：通過分離電氣部分和測(cè)量部分，以及采用溫度補(bǔ)償算法，確保長期測(cè)量的穩(wěn)定性。

4. 高效的批量處理能力：一臺(tái)設(shè)備可監(jiān)測(cè)多條產(chǎn)線或多個(gè)工藝槽，大大提高了設(shè)備利用率和性價(jià)比。

應(yīng)用場(chǎng)景：半導(dǎo)體制造的全流程保障

堀場(chǎng)光纖式濃度監(jiān)測(cè)儀廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

在晶圓清洗工藝中，該設(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SC-1（氨水/過氧化氫混合液）、SC-2（鹽酸/過氧化氫混合液）等清洗液的濃度變化，確保金屬離子和有機(jī)污染物的有效去除。

在蝕刻工藝中，監(jiān)測(cè)儀能夠精確控制SPM（硫酸/過氧化氫混合液）、HF（氫氟酸）等蝕刻液的濃度，保證蝕刻速率和均勻性。

在化學(xué)機(jī)械拋光后清洗過程中，精確的藥液濃度控制有助于去除拋光殘留物，防止缺陷產(chǎn)生。

此外，該設(shè)備還可用于顯示面板制造、太陽能電池生產(chǎn)等領(lǐng)域的濕法工藝控制，展現(xiàn)出廣泛的適用性。

技術(shù)規(guī)格詳解

以下是堀場(chǎng)主要光纖式濃度監(jiān)測(cè)儀型號(hào)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)對(duì)比：

市場(chǎng)地位與發(fā)展趨勢(shì)

在半導(dǎo)體化學(xué)藥液濃度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，堀場(chǎng)憑借其技術(shù)積累和產(chǎn)品可靠性占據(jù)了重要市場(chǎng)地位。隨著半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點(diǎn)不斷縮小，對(duì)工藝控制精度的要求日益提高，濃度監(jiān)測(cè)儀的重要性愈發(fā)凸顯。

未來，半導(dǎo)體濕法工藝濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

• 更高精度：隨著芯片特征尺寸進(jìn)入納米級(jí)，對(duì)藥液濃度控制的精度要求將進(jìn)一步提升

• 更強(qiáng)系統(tǒng)集成：濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要與半導(dǎo)體制造設(shè)備的主控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更緊密的集成

• 更廣應(yīng)用范圍：從傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體到第三代半導(dǎo)體，濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)需要適應(yīng)新材料和新工藝

• 更智能的數(shù)據(jù)分析：結(jié)合AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝趨勢(shì)的預(yù)測(cè)和智能調(diào)控

總結(jié)

HOBIBA堀場(chǎng)光纖式化學(xué)溶液濃度監(jiān)測(cè)儀代表了半導(dǎo)體濕法工藝控制領(lǐng)域的高水平技術(shù)，其精確的濃度控制、穩(wěn)定的性能和靈活的系統(tǒng)配置，使其成為先進(jìn)半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵計(jì)量設(shè)備。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)向著更小節(jié)點(diǎn)、更高集成度的方向不斷發(fā)展，精確化學(xué)控制在芯片制造過程中的重要性將愈發(fā)凸顯，而類似堀場(chǎng)光纖式濃度監(jiān)測(cè)儀這樣的高精度傳感器，必將在提升芯片良率和性能方面發(fā)揮越來越重要的作用。