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連續(xù)化學品檢測系統(tǒng) CSI
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CSI 連續(xù)化學品檢測系統(tǒng)
化學敏感儀器監(jiān)測半導體晶圓廠使用的化學物質(zhì)
連續(xù)化學采樣檢測（CSI）是一個用于監(jiān)測半導體行業(yè)所使用的化學品中微量金屬雜質(zhì)的系統(tǒng)。
半導體器件制造工藝重復了數(shù)百次沉積、蝕刻、擴散、植入、光刻和清洗步驟。許多不同類型的化學物質(zhì)被用于不同的目的，化學物質(zhì)中的金屬雜質(zhì)會導致器件故障。
由于單片晶圓加工越來越普及，清洗和蝕刻過程中的交叉污染風險越來越小。相反，散裝化學品的污染會造成巨大的生產(chǎn)損失。散裝化學品的污染可能發(fā)生在將化學品從卡車或罐轉(zhuǎn)移到儲罐的過程中，或者在更換過濾器之后。
為避免化學品中的任何污染風險，化學源檢測公司（CSI）已使用一臺電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）對不同儲罐中的金屬雜質(zhì)進行 24/7 的連續(xù)監(jiān)測。當有卡車到來時，會立即對卡車上的樣本進行分析，緊接著對當前樣本進行分析。
有兩種類型的樣品運輸方式：液相（LT）和氣溶膠相（AT）。LT 型號專為監(jiān)測儲罐、罐體和卡車而設計，能夠測定幾乎所有化學品的亞ppm 級別的金屬雜質(zhì)。樣品傳輸管應直接與 CSI 連接。AT 型號專為監(jiān)測事故而設計，能夠測定某些化學品的單ppm 級別的金屬雜質(zhì)。
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◆FAB 區(qū)域 - 化學溶液通過使用一根狹窄的聚四氟乙烯（PFA）管（最多 6 根）從清洗浴的循環(huán)線輸送到采樣模塊（AT 型），并通過特殊霧化器和氬氣產(chǎn)生所選化學溶液的氣溶膠。氣溶膠通過氬氣穿過 PFA 管，并被傳輸至電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）。采樣模塊與 ICP-MS 之間的最大距離約為 100 米。
◆散裝化學品區(qū)域 - 散裝化學品從儲罐、罐體或卡車的出口取出，送至采樣模塊（LT 型），并通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法進行分析。如果需要稀釋化學品，則以一定比例用去離子水進行稀釋。儲罐或卡車與電感耦合等離子體質(zhì)譜儀之間的距離沒有限制。通常，為儲罐化學品安裝回收管線，為卡車化學品安裝吹掃管線。
◆ICP-MS 區(qū)域 - 其中一種化學物質(zhì)被收集在封閉容器中，ICP-MS 的霧化器從該容器中自吸樣品溶液，并通過 ICP-MS 進行分析。該分析通過標準加入法進行，并且 ASAS（自動標準加入系統(tǒng)）將標準溶液添加到自吸樣品溶液管線中。由于 ASAS 在樣品和標準加入管線中沒有閥，因此可以進行亞ppm 級別的分析，且不存在記憶效應。
不同的化學品有單獨的排水管道。
目前分析的典型化學物質(zhì)有氫氟酸（HF）、H2O2、氯化氫（HCl）、氫化三甲基胺（TMAH）、NH4OH、H2SO4、異丙醇（IPA）和稀釋劑。這些化學物質(zhì)僅通過一臺電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）依次進行分析，持續(xù) 24 - 7 小時。針對每種化學物質(zhì)，調(diào)諧條件可自動切換。
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◆在線化學源接口軟件（OIS） - OIS 是一款智能軟件，用于控制每個采樣模塊、進樣模塊和電離質(zhì)譜儀（ICP-MS）。ICP-MS 被用作檢測器，包括校準曲線在內(nèi)的所有信息均由 OIS 管理。OIS 具有以下功能
通過標準加入法進行自動校準和重新校準。
- 檢查校準曲線的相關系數(shù)、最小靈敏度、標準偏差（SD）和相對標準偏差（RSD），以及如果結(jié)果超出限值時的自動重新分析功能。
定期檢查質(zhì)量控制標準（QC）。
通過內(nèi)部標準對每個采樣模塊進行靈敏度補償。
- 兩個濃度上限，以及警報和輸出信號的產(chǎn)生。
在當前樣本之后插入卡車樣本。
- 針對每種化學物質(zhì)更改電感耦合等離子體質(zhì)譜法（取決于電感耦合等離子體質(zhì)譜儀型號）。
每個樣本的濃度和計數(shù)的趨勢圖。
- 與閥歧管箱（VMB）進行通信。
- 通過 SECS 協(xié)議與晶圓廠的 CIM-HOST 進行通信。（可選）
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以下是通過 LT 模型分析的各種化學品的標準添加校準曲線。所有化學品均依次進行分析。
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以下是通過 AT 模型（100 微米聚四氟乙烯管）獲得的 SC-1 和 SC-2 化學浴的趨勢圖。在每個化學浴中添加了混合標準溶液。添加標準元素后，檢測到添加的標準元素大約需要兩分鐘。
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