在半导体、平板显示等高制造领域,超纯水(UPW)清洗是至关重要的工艺环节。然而,高纯度的超纯水(电阻率≥18.2 MΩ·cm)几乎不导电,其在高速流动和喷射过程中会产生显著的静电电荷积累,导致晶圆电路击穿和微粒吸附污染,严重威胁产品良率。传统的静电消除方法存在诸多局限,而日本NGK公司推出的MEGCON II+ PRC系列,创新性地采用了电阻率精密控制(Performance & Reliability by Resistivity Control) 策略,为解决这一行业难题提供了方案。
过去,部分工艺尝试使用异丙醇(IPA)等化学添加剂来增加超纯水的导电性,但这种方法会引入新的污染风险,且后续难以彻去除。NGK的MEGCON系列另辟蹊径,采用向超纯水中溶解高纯度二氧化碳(CO₂) 的物理方法。CO₂溶于水后生成碳酸,可逆地电离出微量H⁺和HCO₃⁻离子,从而安全、可控地降低超纯水的电阻率,使其具备电荷中和能力。
MEGCON II+ PRC系列的革新之处在于,它并非简单地注入CO₂,而是通过一套精密的闭环控制系统,实现对超纯水电阻率的实时、精准调控,从而将静电消除效果提升至未有的稳定性和可靠性水平。
PRC技术是MEGCON II+系列的灵魂,其工作流程体现了真正的“智能化":
实时监测(Sense): 系统内置的高精度电阻率传感器持续监测处理后超纯水的电阻率值。
智能对比(Compare): 控制系统将实时监测值与用户设定的目标电阻率值(通常为1-10 MΩ·cm的最佳范围)进行比对。
精确执行(Actuate): 根据比对结果,系统通过精密的流量控制阀自动调节CO₂的注入量。
若电阻率高于设定值,则增加CO₂注入量。
若电阻率低于设定值,则减少CO₂注入量。
闭环反馈(Feedback): 调整后的水流再次被监测,形成一个连续的、高速响应的闭环控制回路。
这种原理确保了无论上游超纯水的流量、压力如何波动,系统输出水流的电阻率始终稳定在设定点,从而保证静电中和效果的高度一致。
基于PRC技术,该解决方案为客户带来了显著的价值提升:
静电消除效果: 能将晶圆表面的静电电位稳定控制在±50V以内,远超行业安全标准,有效杜绝静电吸附和击穿风险。
未有的工艺稳定性: 闭环控制克服了流量波动的影响,即使在低至每分钟数升的小流量工况下,也能保持电阻率稳定,保障了批间(Run-to-Run)和片间(Wafer-to-Wafer)的工艺一致性。
零0染与洁净度保障: CO₂方法无化学添加,后续可通过加热或真空脱气轻松去除,全恢复超纯水本性,杜绝二次污染,契合高制造对洁净度的严苛要求。
智能化与高可靠性:
警报历史功能方便快速追溯故障根源,大幅减少停机时间。
密码保护功能防止参数误操作,确保工艺安全。
支持远程通信(RS-485/以太网),可轻松集成至工厂CIM系统,实现智能化生产管理。
此解决方案广泛应用于一切依赖超纯水清洗且对静电敏感的精密制造领域:
半导体制造: 晶圆清洗、刷洗(Scrubbing)、蚀刻后清洗等工序。
平板显示(FPD): TFT-LCD、OLED玻璃基板的湿法刻蚀与清洗工艺。
光伏产业: 太阳能电池硅片的制绒、清洗。
精密光学: 光学镜头、镜片的最终清洗。
NGK MEGCON II+ PRC系列不仅仅是一个设备,更是一套完整的以数据驱动、以结果为导向的静电消除解决方案。它通过精密控制电阻率这一核心参数,将超纯水静电消除技术从“粗放添加"时代推进到了“精密控制"的新纪元。对于致力于提升良率、保障生产稳定性和实现智能化管理的高制造企业而言,选择MEGCON II+ PRC系列无疑是应对超纯水带电挑战的优战略决策。