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新品發(fā)布｜Entegris SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) —— 雙屏精準(zhǔn)控三劑，協(xié)同筑牢晶圓良率防線

在半導(dǎo)體先進(jìn)制程中，濕法清洗占全程工藝的30%，CMP化學(xué)機(jī)械拋光與光刻技術(shù)的協(xié)同更是先進(jìn)制程突破的關(guān)鍵，二者均對(duì)濃度控制提出高要求。作為半導(dǎo)體工藝監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的產(chǎn)品，Entegris SemiChem在線濃度計(jì)早已憑借成熟的技術(shù)體系的實(shí)測(cè)表現(xiàn)，成為全球頭部晶圓廠的核心工藝配套設(shè)備，為CMP拋光、DSP +清洗等關(guān)鍵制程的濃度管控奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

Entegris SemiChem 在線濃度計(jì)（APM 系列）是集自動(dòng)取樣、分析、數(shù)據(jù)報(bào)告于一體的專業(yè)化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)CMP Slurry中＜1% 超低濃度H?O?、DSP+清洗液中100-500ppm低濃度HF的精準(zhǔn)檢測(cè)。該系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的精準(zhǔn)分析技術(shù)成功落地在線監(jiān)測(cè)場(chǎng)景，可實(shí)時(shí)校正漿料與清洗液成分，一站式解決CMP與濕法清洗的濃度管控需求，全球裝機(jī)量已近3000套，在臺(tái)積電、三星、SK海力士等頭部晶圓廠的多工藝環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用，成為半導(dǎo)體制造中穩(wěn)定工藝、提升良率的經(jīng)典利器。

圖1：Entegris SemiChem在線濃度計(jì)（APM系列）全家福

在經(jīng)典款SemiChem在線濃度計(jì)的技術(shù)積淀之上，Entegris 針對(duì)半導(dǎo)體先進(jìn)制程對(duì)多組分協(xié)同管控、工藝響應(yīng)效率、設(shè)備集成性的更高要求，重磅推出進(jìn)階升級(jí)新品——SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這款升級(jí)產(chǎn)品在保留經(jīng)典款核心精準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多維度性能突破，雙屏精準(zhǔn)捕捉DSP +中HF、H2SO4和H2O2關(guān)鍵組分的濃度動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)協(xié)同精準(zhǔn)管控，從源頭穩(wěn)定清洗，為晶圓良率筑牢雙重保障，成為半導(dǎo)體先進(jìn)制程下濃度監(jiān)測(cè)的全新產(chǎn)品！

圖2：SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1. 銅化學(xué)機(jī)械拋光

2. 鎢化學(xué)機(jī)械拋光

3. 濕法蝕刻

4. 清潔

5. DSP+

6. 氮化物蝕刻

7. PAN蝕刻

8. 食人魚蝕刻

9. HF

1. 八路4-20mA模擬輸出
   

2. 16個(gè)可編程繼電器，每個(gè)測(cè)量單元8個(gè)

3. 以太網(wǎng)和RS232

4. 雙色觸摸屏

5. 兩個(gè)測(cè)量單位

6. Semi S2和NRTL認(rèn)證

7. 集成試劑儲(chǔ)存

8. 兩個(gè)采樣點(diǎn)

9. 六支5mL數(shù)字滴定管

10. 多傳感器輸入

11. 同一樣本上的獨(dú)立或平行滴定法

半導(dǎo)體制造中，DSP+清洗液中HF與CMP研磨液（Slurry）中H?O?均依賴精準(zhǔn)濃度控制，二者任一成分失衡，都會(huì)直接導(dǎo)致工藝失效，核心痛點(diǎn)集中顯現(xiàn)：

DSP+清洗液作為一種由去離子水、硫酸（H2SO4）、H2O2和HF組成的無(wú)機(jī)化學(xué)混合物，被廣泛應(yīng)用于后刻蝕工藝中的聚合物殘留去除。該清洗體系通過(guò)H2O2的強(qiáng)氧化作用分解有機(jī)殘留，同時(shí)借助HF對(duì)二氧化硅層的選擇性刻蝕能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒污染物和無(wú)機(jī)殘留的有效清除。在DSP+清洗體系中，HF濃度的精確控制是決定工藝成敗的關(guān)鍵因素。

• HF濃度過(guò)高：導(dǎo)致二氧化硅層及金屬表面的過(guò)度刻蝕，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致器件短路或斷路。

• HF濃度過(guò)低：則導(dǎo)致刻蝕能力不足，無(wú)法有效去除氧化物層及顆粒污染物，致使清洗不夠，導(dǎo)致器件性能退化與良率下降。

因此，HF濃度必須被嚴(yán)格控制在先進(jìn)工藝窗口內(nèi)，以平衡清洗效率與結(jié)構(gòu)完整性。

H?O?是CMP Slurry的核心氧化劑，與晶圓表面材料反應(yīng)生成易去除的軟化層，是化學(xué)拋光的基礎(chǔ)，但其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易在光照、加熱下分解為水和氧氣，濃度失控的影響很快顯現(xiàn)：

• H?O?濃度過(guò)高：氧化層過(guò)厚阻礙機(jī)械研磨，拋光速率下降；過(guò)強(qiáng)的化學(xué)腐蝕會(huì)在晶圓表面留下劃痕，增加表面粗糙度；同時(shí)加速自身分解，降低 Slurry 穩(wěn)定性，還會(huì)腐蝕拋光墊、管道等設(shè)備，增加生產(chǎn)成本。

  
  

• H?O?濃度過(guò)低：氧化反應(yīng)不充分，拋光速率大幅減緩，拋光效果不佳；Slurry 穩(wěn)定性降低，需增加拋光時(shí)間與磨粒使用量，進(jìn)一步推高運(yùn)行成本。

圖3：CMP過(guò)程

傳統(tǒng)人工取樣檢測(cè)不僅滯后性強(qiáng)，更無(wú)法應(yīng)對(duì)HF揮發(fā)、H?O?分解及化學(xué)反應(yīng)消耗導(dǎo)致的雙組分濃度動(dòng)態(tài)衰變，既難以保障單一組分的濃度穩(wěn)定，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)多組分的比例協(xié)同；且市面部分改裝式 “在線設(shè)備" 存在漏液、可靠性差等問(wèn)題，批次間工藝一致性差，良率波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)居高不下，更無(wú)法滿足先進(jìn)制程的嚴(yán)苛公差要求。

Entegris SemiChem在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，依托全球近3000套裝機(jī)驗(yàn)證，成為臺(tái)積電、三星、SK 海力士等頭部晶圓廠的標(biāo)配設(shè)備，專為半導(dǎo)體微電子環(huán)境設(shè)計(jì)，適配DSP+清洗工藝中HF、H2SO4和H2O2三組分監(jiān)測(cè)與CMP拋光工藝中H?O?的監(jiān)測(cè)需求，從根本上解決多組分濃度控制難題，核心優(yōu)勢(shì)盡顯硬核實(shí)力：

1. 高測(cè)量精度：系統(tǒng)采用電化學(xué)滴定與標(biāo)準(zhǔn)加入法相結(jié)合的原理，準(zhǔn)確度可達(dá)顯示值的±0.2%，為DSP+化學(xué)組分的濃度精確控制提供了可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2. 快速響應(yīng)：?jiǎn)未畏治鰰r(shí)間平均小于5分鐘，可實(shí)時(shí)檢測(cè)HF揮發(fā)等工藝偏差，確保在產(chǎn)品質(zhì)量受損前及時(shí)糾正異常。此外，雙觸摸屏型號(hào)在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步縮短測(cè)試時(shí)間。

3. 高運(yùn)行可靠性：系統(tǒng)平均工作時(shí)間超過(guò)8500小時(shí)，能夠經(jīng)受半導(dǎo)體制造環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，保障連續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

4. 主動(dòng)過(guò)程控制：通過(guò)實(shí)時(shí)校正清洗液組分濃度，有效抵消化學(xué)反應(yīng)和揮發(fā)導(dǎo)致的介質(zhì)衰變，確保HF濃度始終處于工藝窗口，從而保障清洗效果的均勻性與重復(fù)性，為晶圓良率提升提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

在半導(dǎo)體先進(jìn)制程持續(xù)突破的當(dāng)下，工藝精度的要求愈發(fā)嚴(yán)苛，HF、H2SO4和H2O2的濃度管控已成為決定晶圓良率的核心環(huán)節(jié)，Entegris SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的推出，精準(zhǔn)破解了DSP +清洗與CMP拋光工藝中的組分濃度監(jiān)測(cè)難題。憑借超高的測(cè)量精度、快速的工藝響應(yīng)、穩(wěn)定的運(yùn)行表現(xiàn)與智能的主動(dòng)控制能力，這款經(jīng)全球近3000套裝機(jī)驗(yàn)證的成熟設(shè)備，已成為頭部晶圓廠的核心工藝伙伴，為半導(dǎo)體制造筑牢良率防線。

圖4：Slurry的整個(gè)生命周期

從濕法清洗到CMP拋光，Entegris SemiChem SCAPM200以多工藝適配、三組分精準(zhǔn)管控的核心能力，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體關(guān)鍵制程的濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與工藝主動(dòng)優(yōu)化，助力半導(dǎo)體制造企業(yè)突破制程瓶頸、穩(wěn)定產(chǎn)品良率、降低生產(chǎn)成本。未來(lái)，我們將繼續(xù)以前沿的工藝監(jiān)測(cè)技術(shù)，賦能半導(dǎo)體先進(jìn)制程發(fā)展，為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。