在半導體芯片制造領域，每一納米的精度都至關重要，化學藥液濃度的微小偏差足以影響整個晶圓的品質

在半導體制造工藝中，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構的精度。這些工藝中使用的化學藥液濃度需要被精確控制和實時監測，任何微小偏差都可能導致產品良率下降。

日本堀場（HORIBA）推出的光纖式化學溶液濃度監測儀，正是針對這一關鍵需求而開發的高精度監測解決方案，通過先進的光纖傳感技術和獨特的光譜分析法，為半導體制造提供了可靠的藥液濃度管理保障。

技術原理：光譜分析結合光纖傳感

堀場光纖式濃度監測儀采用吸收光譜測定法作為其核心測量原理。當光穿過化學藥液時，特定波長的光會被藥液中的成分吸收，吸收強度與成分濃度呈正比關系。

通過測量不同波長光線的吸收情況，系統能夠精確計算出藥液中各成分的濃度比例。

濃度計算采用溫度補償型多變量解析法。這一方法能夠消除溫度波動對測量結果的影響，確保在不同工藝溫度下都能獲得穩定的濃度數據。

光纖技術的應用實現了電氣部分與測量部分的分離。通過光纖傳輸光源信號，監測儀主體可以遠離腐蝕性化學氣體環境，大大提高了設備的穩定性和使用壽命。

產品系列與特點：滿足多樣化半導體工藝需求

CS-100F1系列：多功能集成監測

CS-100F1系列是堀場經典的光纖式藥液濃度計，專為半導體制造中的清洗及蝕刻工藝設計。該系列產品具有多項突出特點：

1. 多藥液監測能力：單臺濃度計最多可存儲4種校正系數（藥液或量程），能夠監測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. 高速響應性能：監測周期約為3秒，實現了高速響應性，支持多槽、單槽及單晶圓方式清洗裝置的濃度管理。

3. 緊湊設計：底面面積僅為傳統產品的三分之二，輕便小巧的設計有利于節省清洗裝置的空間。

4. 實時濃度反饋：通過直接組裝在清洗裝置主配管中的在線檢測單元，實現實時濃度監測，適用于高精度需求的反饋控制。

CS-600F系列：高溫藥液穩定測量

CS-600F系列在CS-100F1基礎上進行了升級，提供適合高溫化學藥液在線測量的增強功能。

1. 高溫測量穩定性：新的光學系統和改進的處理算法支持對20℃至80℃的高溫化學藥液進行在線測量，無需冷卻樣品。

2. 擴展監測能力：單臺濃度計可測量多達六種化學藥液（藥液種類或濃度范圍），并能以串行輸出方式輸出多達六種組分的測量值。

3. 降低維護頻率：背景校正頻率顯著降低，減少了機臺停機時間，有助于提高產能。

CS-900系列：非接觸式創新

CS-900代表了新一代濃度監測技術，采用非接觸式測量理念。

• 設計：傳感器直接從外部連接到PFA管路，無需在管路上開孔，消除了化學藥液泄漏的風險

• 集成化光學系統：光源和光學傳感器已集成至樣品單元，結構更加緊湊

• 長壽命LED光源：使用LED燈，壽命長達5年，降低了更換頻率和維護成本

技術優勢：精度與可靠性的結合

堀場光纖式化學溶液濃度監測儀在半導體制造領域展現出多項技術優勢：

1. 的測量精度：以CS-152型號為例，其鹽酸和過氧化氫的測量再現性可達±0.15%，水的測量再現性為±1.5%，滿足半導體制造對藥液濃度的苛刻要求。

2. 寬溫度范圍適應性：能夠在20℃至80℃的藥液溫度范圍內進行精確測量，覆蓋了半導體濕法工藝中的各種溫度條件。

3. 的穩定性和重復性：通過分離電氣部分和測量部分，以及采用溫度補償算法，確保長期測量的穩定性。

4. 高效的批量處理能力：一臺設備可監測多條產線或多個工藝槽，大大提高了設備利用率和性價比。

應用場景：半導體制造的全流程保障

堀場光纖式濃度監測儀廣泛應用于半導體制造的多個關鍵環節：

在晶圓清洗工藝中，該設備可實時監測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污染物的有效去除。

在蝕刻工藝中，監測儀能夠精確控制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。

在化學機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，防止缺陷產生。

此外，該設備還可用于顯示面板制造、太陽能電池生產等領域的濕法工藝控制，展現出廣泛的適用性。

技術規格詳解

以下是堀場主要光纖式濃度監測儀型號的關鍵技術參數對比：

市場地位與發展趨勢

在半導體化學藥液濃度監測領域，堀場憑借其技術積累和產品可靠性占據了重要市場地位。隨著半導體技術節點不斷縮小，對工藝控制精度的要求日益提高，濃度監測儀的重要性愈發凸顯。

未來，半導體濕法工藝濃度監測技術將朝著以下幾個方向發展：

• 更高精度：隨著芯片特征尺寸進入納米級，對藥液濃度控制的精度要求將進一步提升

• 更強系統集成：濃度監測系統需要與半導體制造設備的主控系統實現更緊密的集成

• 更廣應用范圍：從傳統的硅基半導體到第三代半導體，濃度監測技術需要適應新材料和新工藝

• 更智能的數據分析：結合AI技術，實現對工藝趨勢的預測和智能調控

總結

HOBIBA堀場光纖式化學溶液濃度監測儀代表了半導體濕法工藝控制領域的高水平技術，其精確的濃度控制、穩定的性能和靈活的系統配置，使其成為先進半導體制造的關鍵計量設備。

隨著半導體技術向著更小節點、更高集成度的方向不斷發展，精確化學控制在芯片制造過程中的重要性將愈發凸顯，而類似堀場光纖式濃度監測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揮越來越重要的作用。