助力中國芯——溶解氮在半導體機能水中的應用

高科技的殿堂里，半導體芯片無疑是那顆璀璨的明珠。然而，這顆明珠的誕生并非一蹴而就，其背后隱藏著無數精細且嚴苛的工藝流程。而在這眾多環節中，對于水的純凈度要求更是達到了近乎苛刻的程度。因此，超純水在半導體芯片的生產過程中扮演著至關重要的角色。

為何要控制機能水中的溶解氮？

超純水是微電子行業的工藝用水，半導體工廠會大量使用超純水，主要用于各個制程前后的濕法清洗。除了從超純水中脫除氣體，為了滿足某些特定半導體機臺的使用要求，還需要向超純水中添加氣體，用來滿足機臺特定的機能，這些加氣的超純水又稱為機能水。

機能水通過特定濃度物質的添加改變了溶液的ZETA電位（指剪切面的電位，又叫電動電位或電動電勢，是表征膠體分散系穩定性的重要指標）。利用化學勢的概念改變清洗對象表面離子分布，獲得同種電荷相斥的作用，從而提高對一些納米級顆粒的去除率。在CMP（化學機械拋光）系統中，通過化學反應和機械去除過程的循環實現晶圓全局或局部的平坦，隨著晶圓的要求越來越高，工藝制程越來越復雜，CMP的清洗由原來的數十次到目前的上百次或者更高的清洗頻次，同時在拋光的過程中引入一些特殊的氣體，從而提高CMP的材料去除率和表面質量，降低產品的不良率。

為了達到更好的清洗效果，通常向超純水中添加氮氣，同時也需要對溶氮溶解度進行精確控制。哈希Orbisphere 511系列在線溶解氮分析儀具有精確、強大的過程監測能力。

如何精準控制溶解氮？

國內某電子廠安裝一臺Orbisphere511 在線溶解氮分析儀（如下所示），圖1為某一時間段的數據，數據長期穩定于10~16ppm。

據現場人員反饋，HACH溶解氮現場表現優異，維護量低，每年僅需要做一次維護。

圖1 Orbisphere 511在線連續監測結果數據圖

哈希Orbisphere 511系列 在線溶解氮分析儀

從Orbisphere511現場應用的情況來看，511系列產品的探頭設計，可保證傳感器測量準確、可靠、響應時間短，內置優良的溫度補償機制，確保了儀器的有廣泛的適用性，用戶通過該儀器對溶解氮進行在線監測，實現了機能水的精確控制，為用戶的水工藝控制提供了有效的監測數據，同時保證了用戶后段工藝的穩定運行。