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连续化学品检测系统 CSI
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CSI 连续化学品检测系统
化学敏感仪器监测半导体晶圆厂使用的化学物质
连续化学采样检测（CSI）是一个用于监测半导体行业所使用的化学品中微量金属杂质的系统。
半导体器件制造工艺重复了数百次沉积、蚀刻、扩散、植入、光刻和清洗步骤。许多不同类型的化学物质被用于不同的目的，化学物质中的金属杂质会导致器件故障。
由于单片晶圆加工越来越普及，清洗和蚀刻过程中的交叉污染风险越来越小。相反，散装化学品的污染会造成巨大的生产损失。散装化学品的污染可能发生在将化学品从卡车或罐转移到储罐的过程中，或者在更换过滤器之后。
为避免化学品中的任何污染风险，化学源检测公司（CSI）已使用一台电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对不同储罐中的金属杂质进行 24/7 的连续监测。当有卡车到来时，会立即对卡车上的样本进行分析，紧接着对当前样本进行分析。
有两种类型的样品运输方式：液相（LT）和气溶胶相（AT）。LT 型号专为监测储罐、罐体和卡车而设计，能够测定几乎所有化学品的亚ppm 级别的金属杂质。样品传输管应直接与 CSI 连接。AT 型号专为监测事故而设计，能够测定某些化学品的单ppm 级别的金属杂质。
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◆FAB 区域 - 化学溶液通过使用一根狭窄的聚四氟乙烯（PFA）管（最多 6 根）从清洗浴的循环线输送到采样模块（AT 型），并通过特殊雾化器和氩气产生所选化学溶液的气溶胶。气溶胶通过氩气穿过 PFA 管，并被传输至电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）。采样模块与 ICP-MS 之间的最大距离约为 100 米。
◆散装化学品区域 - 散装化学品从储罐、罐体或卡车的出口取出，送至采样模块（LT 型），并通过电感耦合等离子体质谱法进行分析。如果需要稀释化学品，则以一定比例用去离子水进行稀释。储罐或卡车与电感耦合等离子体质谱仪之间的距离没有限制。通常，为储罐化学品安装回收管线，为卡车化学品安装吹扫管线。
◆ICP-MS 区域 - 其中一种化学物质被收集在封闭容器中，ICP-MS 的雾化器从该容器中自吸样品溶液，并通过 ICP-MS 进行分析。该分析通过标准加入法进行，并且 ASAS（自动标准加入系统）将标准溶液添加到自吸样品溶液管线中。由于 ASAS 在样品和标准加入管线中没有阀，因此可以进行亚ppm 级别的分析，且不存在记忆效应。
不同的化学品有单独的排水管道。
目前分析的典型化学物质有氢氟酸（HF）、H2O2、氯化氢（HCl）、氢化三甲基胺（TMAH）、NH4OH、H2SO4、异丙醇（IPA）和稀释剂。这些化学物质仅通过一台电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）依次进行分析，持续 24 - 7 小时。针对每种化学物质，调谐条件可自动切换。
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◆在线化学源接口软件（OIS） - OIS 是一款智能软件，用于控制每个采样模块、进样模块和电离质谱仪（ICP-MS）。ICP-MS 被用作检测器，包括校准曲线在内的所有信息均由 OIS 管理。OIS 具有以下功能
通过标准加入法进行自动校准和重新校准。
- 检查校准曲线的相关系数、最小灵敏度、标准偏差（SD）和相对标准偏差（RSD），以及如果结果超出限值时的自动重新分析功能。
定期检查质量控制标准（QC）。
通过内部标准对每个采样模块进行灵敏度补偿。
- 两个浓度上限，以及警报和输出信号的产生。
在当前样本之后插入卡车样本。
- 针对每种化学物质更改电感耦合等离子体质谱法（取决于电感耦合等离子体质谱仪型号）。
每个样本的浓度和计数的趋势图。
- 与阀歧管箱（VMB）进行通信。
- 通过 SECS 协议与晶圆厂的 CIM-HOST 进行通信。（可选）
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以下是通过 LT 模型分析的各种化学品的标准添加校准曲线。所有化学品均依次进行分析。
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以下是通过 AT 模型（100 微米聚四氟乙烯管）获得的 SC-1 和 SC-2 化学浴的趋势图。在每个化学浴中添加了混合标准溶液。添加标准元素后，检测到添加的标准元素大约需要两分钟。
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