助力中国芯——溶解氮在半导体机能水中的应用
2024-07-17，星期三
高科技的殿堂里，半导体芯片无疑是那颗璀璨的明珠。然而，这颗明珠的诞生并非一蹴而就，其背后隐藏着无数精细且严苛的工艺流程。而在这众多环节中，对于水的纯净度要求更是达到了近乎苛刻的程度。因此，超纯水在半导体芯片的生产过程中扮演着至关重要的角色。
为何要控制机能水中的溶解氮？
超纯水是微电子行业的工艺用水，半导体工厂会大量使用超纯水，主要用于各个制程前后的湿法清洗。除了从超纯水中脱除气体，为了满足某些特定半导体机台的使用要求，还需要向超纯水中添加气体，用来满足机台特定的机能，这些加气的超纯水又称为机能水。
机能水通过特定浓度物质的添加改变了溶液的ZETA电位（指剪切面的电位，又叫电动电位或电动电势，是表征胶体分散系稳定性的重要指标）。利用化学势的概念改变清洗对象表面离子分布，获得同种电荷相斥的作用，从而提高对一些纳米级颗粒的去除率。在CMP（化学机械抛光）系统中，通过化学反应和机械去除过程的循环实现晶圆全局或局部的平坦，随着晶圆的要求越来越高，工艺制程越来越复杂，CMP的清洗由原来的数十次到目前的上百次或者更高的清洗频次，同时在抛光的过程中引入一些特殊的气体，从而提高CMP的材料去除率和表面质量，降低产品的不良率。
为了达到更好的清洗效果，通常向超纯水中添加氮气，同时也需要对溶氮溶解度进行精确控制。哈希Orbisphere 511系列在线溶解氮分析仪具有精确、强大的过程监测能力。
如何精准控制溶解氮？
国内某电子厂安装一台Orbisphere511 在线溶解氮分析仪（如下所示），图1为某一时间段的数据，数据长期稳定于10~16ppm。
据现场人员反馈，HACH溶解氮现场表现优异，维护量低，每年仅需要做一次维护。
图1 Orbisphere 511在线连续监测结果数据图
哈希Orbisphere 511系列 在线溶解氮分析仪
从Orbisphere511 在线溶解氮分析仪现场应用的情况来看，511系列产品的探头设计，可保证传感器测量准确、可靠、响应时间短，内置优良的温度补偿机制，确保了仪器的有广泛的适用性，用户通过该仪器对溶解氮进行在线监测，实现了机能水的精确控制，为用户的水工艺控制提供了有效的监测数据，同时保证了用户后段工艺的稳定运行。
