多通道电化学工作站凭借“实时监测、多点位同步分析、高灵敏度”特性，成为半导体晶圆制造中金属离子残留（如Cu、Fe、Ni、Cr等，允许残留量常＜10ppb）在线检测的核心设备。其通过电化学方法将晶圆表面微量金属离子的化学信号转化为电信号，结合多通道并行检测能力，实现对晶圆不同区域残留的快速定量，为晶圆清洗工艺优化与质量管控提供关键数据支撑。
一、核心检测原理：适配微量金属离子捕捉
基于“溶出伏安法”或“差分脉冲伏安法”，针对晶圆表面金属离子特性设计检测逻辑：
离子富集与溶出：首先将晶圆作为工作电极，在特定电位下（如-1.2V vs参比电极）施加还原电位，使晶圆表面吸附的金属离子（如Cu²⁺、Fe³⁺）还原为金属单质并沉积在电极表面（富集过程）；随后线性扫描电位（如从-1.2V升至0.8V），沉积的金属单质重新氧化为离子并产生氧化电流，不同金属离子因氧化电位不同，会在特定电位处形成特征电流峰，峰电流强度与金属离子浓度呈线性关系（符合能斯特方程），据此可定量残留量。
高灵敏度保障：通过优化电解质体系（如采用超纯硝酸溶液作为支持电解质，降低背景干扰）与电位扫描参数（如减小扫描速率、增加富集时间），检测限可低至0.1ppb，满足晶圆对金属离子残留的严苛检测要求，避免因微量残留导致的晶圆漏电、器件失效等问题。
二、多通道技术优势：适配晶圆多区域同步检测
并行检测提升效率：设备集成多个独立电化学检测通道（通常4-16通道），可同时对接晶圆的不同检测点位（如晶圆中心、边缘、不同芯片单元区域），单次检测即可获取全晶圆表面金属离子残留的分布图谱，较单通道检测效率提升4-16倍，适配晶圆制造的高速生产线节奏（通常每小时需检测数十片晶圆）。
一致性与差异性分析：多通道采用统一参比电极与辅助电极，确保各通道检测条件一致，可精准对比不同区域的残留差异（如晶圆边缘因清洗不充分，残留量可能比中心高2-3倍）；同时能同步监测同一区域在不同清洗步骤后的残留变化（如清洗前、清洗后、烘干后），直观评估清洗工艺效果，避免单通道分次检测导致的误差。
三、在线检测流程：贴合晶圆制造场景
原位采样与检测：检测模块直接集成在晶圆清洗工序后，无需将晶圆转移至离线实验室，通过机械臂将晶圆送至检测工位，多通道电化学工作站自动贴合电极系统（工作电极接触晶圆表面，参比/辅助电极置于电解质池中），实现“清洗-检测”无缝衔接，减少外界污染风险（如空气中金属离子沉降）。
数据实时处理与反馈：检测完成后，系统自动拟合峰电流与浓度标准曲线，输出各通道金属离子残留量（如Cu²⁺：2.3ppb、Fe³⁺：1.8ppb），并生成残留分布热力图；若某通道残留量超阈值（如＞10ppb），即时触发报警，通知控制系统调整清洗参数（如延长清洗时间、提高清洗剂浓度），实现闭环质量管控。
多通道电化学工作站通过实时性、多点位、高灵敏度的在线检测，解决了晶圆表面金属离子残留“离线检测滞后、单点位代表性差”的痛点，为半导体制造中晶圆质量的精准把控提供了可靠技术手段，助力提升芯片良率与器件性能稳定性。
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