芯片“智造”，“晶”益求精
时间：2023-05-22 阅读：311
随着下游半导体，显示面板、光伏产业的技术快速进步及规模提高，对于上游湿电子化学品的产品纯度和品质要求也日益增高。同时对于湿电子化学品生产相配套的分析检验技术、环境处理与监测技术也提出了高精度、快速、自动化智能化的更高需求。
应对这些新需求，梅特勒托利多作为行业优秀的精密仪器及衡器制造商与服务提供商，为半导体行业带来了多种解决方案。
1、超纯水分析
为了更精准的测量介质中的电阻率，自1964年以来，梅特勒托利多Thornton就开发了同轴设计的电阻率探头来让整个测量系统更加稳定。
图1：1985 年Thornton开发出第一台
用于半导体应用电阻率测量的数字变送器DOT2
随着电子技术的不断发展，在1989年，与 770PC 变送器一起开发的“智能传感器”。可以向变送器提供校准和测量数据，通过自动电子识别“握手”改变“传感器”，实现快速“即插即测”启动，是梅特勒托利多的数字智能传感器管理 (ISM®) 技术的雏形。
图2：使用超过20年，现在还在正常工作的770PC
而现如今，2023年，Thornton凭借在超纯水分析领域深厚的技术积累和行业供应商合作努力下，将抗干扰的智能芯片集成在了全新的UPW Unicond 电阻率探头中，从而进一步把电阻率的测量精度提升至±0.5%。
图3：UPW Unicond电极中的智能芯片
智能测量系统相比模拟测量系统，提升10倍抗外界电磁干扰能力。这些突破离不开半导体行业的进步，让更高精度和稳定性的测量成为了可能。
同时，更高准确度的电阻率控制，又可以保障生产更高端芯片的愈加纯净的UPW水质。这无疑是印证了一句老话，工欲善其事必先利其器。
图4：全新的UPW Unicond电阻率电极
2、数字称重技术解决方案
PBK高精度工业天平解决方案
从微量到重载，PBK工业型高精度天平不仅带来精确的称重性能，而且量程范围的选择更宽，从0.6kg 一直到3000kg，都可以带来 30,000e的准确度选择（其中0.6kg可以选择60,000e）。因此，它能帮助您更好地控制产品质量，进一步提高生产效率，还能确保企业经营的合规性。比如湿电子化学品在生产和使用过程中化学品配料和稀释场合，经常需要准确地进行各种物料的配比，尤其是微量物料的添加，借助高精度天平可以确保生产质量。（量程 600~3000kg的高精度天平经常在这个场合下使用）。
高精度系列数字式电子汽车衡解决方案
产品选用高精度C6/C10数字式称重传感器和智能称重仪表IND880，满足高端用户实现高精度称重和稳定可靠使用的需要。系统计量性能优秀，长期稳定性好，环境适应性强，安装调试方便。特别适用于电子化学品等高价值物料称重的行业。因为采用数字技术，数字式电子汽车衡能对温度、非线性、滞后和蠕变性能等进行自动数字化补偿，实现优秀的计量性能。配套梅特勒托利多新推出的工业级高端智能称重仪表IND880，友好的人机交互，可集成称重管理软件实现仪表、电脑一体化方案。
数字模块解决方案
得益于POWERCELL PDX数字补偿技术，梅特勒托利多数字模块可获得比C3更高精度要求的C6甚至C10精度，从而满足电子化学品等精度要求较高的行业使用。POWERCELL PDX数字传感器自带智能预诊断功能，可通过仪表实时读取传感器的各项工作参数，例如：温度、电压、超载等，从而实时了解称重系统是否健康工作。
数字平台秤PowerDeck™ PFD7系列解决方案
PowerDeck™ PFD7系列平台秤，结合了先进的POWERCELL® 数字科技，创新设计的全密封秤台和图形化的智能APP，始终让称重保持较好的性能，最大限度地提高您的生产率和产量。全新的10,000e检定分度，自我监控的智能传感器检测和补偿精度偏差，确保精准。更紧的允许误差减少了生产浪费并提高您的利润率。PowerDeck™ 的监测功能，实时提醒和用户指导功能能够帮助免除这些影响，保证了精确的计量结果，减少调整的次数，在重新全面维护之前促进了计量性能的长期稳定。
3、电子化学品浓度检测及热分析测试
湿电子化学品是在半导体制程工艺中使用非常广泛，其质量的控制对于芯片制造过程有着重要的影响，因此无论是上游的湿电子化学品生产商，还是Fab厂，对于化学品的各项检测都至关重要。
湿电子化学品的基本要求是超纯超净，对于杂质的要求严格到ppt级别，但另一方面由于不同工艺流程使用化学品种类的不同，会对同类化学品稀释得到不同浓度的药液，或者不同种类的化学品混配，以满足特定工艺段的应用需求。因此无论是在电子化学品的生产端和使用端，都涉及到对于化学品实际浓度的直接测定，确保使用的化学品浓度符合工艺段的需求，以避免影响生产。
梅特勒托利多自动电位滴定仪不仅能够快速准确的针对电子化学品浓度进行测定，同时其辅助的功能也能够更好地从细节上便于客户使用，如24位自动进样器提供自动化解决方案节省操作时间，Cover up自动揭盖及溶剂管理器功能实现对于实验人员健康的保护等等。
自动电位滴定仪
微量天平
另一方面，对于分立器件等厂商而言，由于生产工艺的不同，对于检测方面的需求也大不相同。比如对于MLCC（多层陶瓷电容器），其原料主要成分是钛酸钡和粘合剂，通过流延、印刷、叠层、层压、切割、烧结、退火、封端等工艺制备得到最终的陶瓷电容器。采用梅特勒托利多的TMA可以分析烧结温度和烧结前后电容器的收缩率，而且仪器独有的SDTA信号可以辅助判断尺寸变化时样品是否有相变过程，通过监测烧结过程中的热效应，实现对配方的优化和工艺的调整。
比如图一为模拟陶瓷生坯的烧结过程，测试其烧结温度和烧结过程中的收缩率，图二为SDTA信号在陶瓷坯烧结过程中对相变和分解过程的判断。
针对陶瓷浆料的固含量测定，梅特勒托利多快速水分测定仪能够提供快速准确的监测方案，5-10分钟快速响应结果，自动化分析和数据采集，及时为生产工艺提供反馈；同时称量单元校准和加热单元温度校准部件也能够确保测定的结果准确可靠。
图一 TMA研究陶瓷生坯烧结温度和收缩率
图二TMA的SDTA信号在陶瓷坯烧结过程中
对相变和分解过程的判断
热机械分析仪
快速水分测定仪
4、液体灌装解决方案
提供结合洁净技术的高精度定量灌装方案，配备自动化灌装工艺流程，保障精益生产。
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设备结构针对湿电子化学品高纯特性进行了全新设计，避免机械摩擦带来的颗粒污染，搭配洁净室方案，全方位控制成品质量。
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在灌装过程中过流件全PFA材质，配合高度的自动化水平，减少人工干预，节约人力成本，保证过程的可重复性，工作过程可视化全透明，杜绝成品包装过程中的污染。
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超净高纯物料灌装工艺控制过程特殊，流体截止控制和防滴漏模块尤为重要，我们提供完备的接液系统和大小阀门双管路高精度控制，保证灌装车间的洁净环境和成品精度，防止液体过量灌入带来的泄漏污染和成本损失。
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GZX系列小桶全自动液体灌装秤