新品發布｜Entegris SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學監測系統

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新品發布｜Entegris SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學監測系統 —— 雙屏精準控三劑，協同筑牢晶圓良率防線

在半導體先進制程中，濕法清洗占全程工藝的30%，CMP化學機械拋光與光刻技術的協同更是先進制程突破的關鍵，二者均對濃度控制提出高要求。作為半導體工藝監測領域的產品，Entegris SemiChem在線濃度計早已憑借成熟的技術體系的實測表現，成為全球頭部晶圓廠的核心工藝配套設備，為CMP拋光、DSP +清洗等關鍵制程的濃度管控奠定堅實基礎。

Entegris SemiChem 在線濃度計（APM 系列）是集自動取樣、分析、數據報告于一體的專業化學監測系統，實現對CMP Slurry中＜1% 超低濃度H?O?、DSP+清洗液中100-500ppm低濃度HF的精準檢測。該系統將實驗室級別的精準分析技術成功落地在線監測場景，可實時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，全球裝機量已近3000套，在臺積電、三星、SK海力士等頭部晶圓廠的多工藝環節廣泛應用，成為半導體制造中穩定工藝、提升良率的經典利器。

圖1：Entegris SemiChem在線濃度計（APM系列）全家福

在經典款SemiChem在線濃度計的技術積淀之上，Entegris 針對半導體先進制程對多組分協同管控、工藝響應效率、設備集成性的更高要求，重磅推出進階升級新品——SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學監測系統。這款升級產品在保留經典款核心精準檢測技術的基礎上，實現多維度性能突破，雙屏精準捕捉DSP +中HF、H2SO4和H2O2關鍵組分的濃度動態變化，實現協同精準管控，從源頭穩定清洗，為晶圓良率筑牢雙重保障，成為半導體先進制程下濃度監測的全新產品！

圖2：SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學監測系統

1. 銅化學機械拋光

2. 鎢化學機械拋光

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個可編程繼電器，每個測量單元8個

3. 以太網和RS232

4. 雙色觸摸屏

5. 兩個測量單位

6. Semi S2和NRTL認證

7. 集成試劑儲存

8. 兩個采樣點

9. 六支5mL數字滴定管

10. 多傳感器輸入

11. 同一樣本上的獨立或平行滴定法

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

DSP+清洗液作為一種由去離子水、硫酸（H2SO4）、H2O2和HF組成的無機化學混合物，被廣泛應用于后刻蝕工藝中的聚合物殘留去除。該清洗體系通過H2O2的強氧化作用分解有機殘留，同時借助HF對二氧化硅層的選擇性刻蝕能力，實現對顆粒污染物和無機殘留的有效清除。在DSP+清洗體系中，HF濃度的精確控制是決定工藝成敗的關鍵因素。

• HF濃度過高：導致二氧化硅層及金屬表面的過度刻蝕，嚴重時可能導致器件短路或斷路。

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

因此，HF濃度必須被嚴格控制在先進工藝窗口內，以平衡清洗效率與結構完整性。

H?O?是CMP Slurry的核心氧化劑，與晶圓表面材料反應生成易去除的軟化層，是化學拋光的基礎，但其化學性質不穩定，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：

• H?O?濃度過高：氧化層過厚阻礙機械研磨，拋光速率下降；過強的化學腐蝕會在晶圓表面留下劃痕，增加表面粗糙度；同時加速自身分解，降低 Slurry 穩定性，還會腐蝕拋光墊、管道等設備，增加生產成本。

  
  

• H?O?濃度過低：氧化反應不充分，拋光速率大幅減緩，拋光效果不佳；Slurry 穩定性降低，需增加拋光時間與磨粒使用量，進一步推高運行成本。

圖3：CMP過程

傳統人工取樣檢測不僅滯后性強，更無法應對HF揮發、H?O?分解及化學反應消耗導致的雙組分濃度動態衰變，既難以保障單一組分的濃度穩定，更無法實現多組分的比例協同；且市面部分改裝式 “在線設備" 存在漏液、可靠性差等問題，批次間工藝一致性差，良率波動風險居高不下，更無法滿足先進制程的嚴苛公差要求。

Entegris SemiChem在線監測系統，依托全球近3000套裝機驗證，成為臺積電、三星、SK 海力士等頭部晶圓廠的標配設備，專為半導體微電子環境設計，適配DSP+清洗工藝中HF、H2SO4和H2O2三組分監測與CMP拋光工藝中H?O?的監測需求，從根本上解決多組分濃度控制難題，核心優勢盡顯硬核實力：

1. 高測量精度：系統采用電化學滴定與標準加入法相結合的原理，準確度可達顯示值的±0.2%，為DSP+化學組分的濃度精確控制提供了可靠數據基礎。

2. 快速響應：單次分析時間平均小于5分鐘，可實時檢測HF揮發等工藝偏差，確保在產品質量受損前及時糾正異常。此外，雙觸摸屏型號在此基礎上可進一步縮短測試時間。

3. 高運行可靠性：系統平均工作時間超過8500小時，能夠經受半導體制造環境的嚴峻考驗，保障連續生產的穩定性。

4. 主動過程控制：通過實時校正清洗液組分濃度，有效抵消化學反應和揮發導致的介質衰變，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性，為晶圓良率提升提供關鍵數據支撐。

在半導體先進制程持續突破的當下，工藝精度的要求愈發嚴苛，HF、H2SO4和H2O2的濃度管控已成為決定晶圓良率的核心環節，Entegris SemiChem SCAPM200 三組分在線濕化學監測系統的推出，精準破解了DSP +清洗與CMP拋光工藝中的組分濃度監測難題。憑借超高的測量精度、快速的工藝響應、穩定的運行表現與智能的主動控制能力，這款經全球近3000套裝機驗證的成熟設備，已成為頭部晶圓廠的核心工藝伙伴，為半導體制造筑牢良率防線。

圖4：Slurry的整個生命周期

從濕法清洗到CMP拋光，Entegris SemiChem SCAPM200以多工藝適配、三組分精準管控的核心能力，實現半導體關鍵制程的濃度實時監測與工藝主動優化，助力半導體制造企業突破制程瓶頸、穩定產品良率、降低生產成本。未來，我們將繼續以前沿的工藝監測技術，賦能半導體先進制程發展，為全球半導體產業的升級提供堅實的技術支撐。