水质闭环精准投加｜日本IWAKI易威奇EWN-W型电磁定量泵

——CMP抛光浆液药剂自动配比专用解决方案

半导体CMP抛光工艺需要稳定、精准投加氧化剂、pH调节剂、分散剂等各类药剂，药剂投加波动直接影响抛光速率、晶圆表面粗糙度与缺陷率。日本IWAKI易威奇EWN-W系列电磁隔膜定量泵，原生集成pH/ORP、电导率水质闭环控制，宽电压、高精度可调流量，可配套适配耐腐接液材质，用于CMP抛光液调配、循环系统药剂自动配比，实现浆液体系水质稳定管控。

图1  IWAKI EWN-W系列电磁隔膜定量泵（整机外观）

一、工艺痛点：CMP浆液药剂投加管控难点

CMP抛光浆料由磨料颗粒、氧化剂、酸碱调节剂、表面活性剂复配而成，浆液pH值、氧化还原电位、电导率直接决定磨料分散稳定性、材料去除速率。传统人工投药或简易计量泵存在明显短板：

· 流量调节精度不足，药剂添加过量或不足，造成浆料团聚、抛光划痕；

· 缺少水质闭环联动，无法根据在线pH/ORP信号自动调整投加量；

· 普通泵体材质耐腐蚀性不足，酸碱药剂易腐蚀、漏液，污染抛光浆液；

· 电压适配窄，工厂供电波动导致计量漂移，整机防护不足，车间水汽粉尘易损坏设备。

半导体浆料调配、抛光液循环回用工序，迫切支持水质信号联动自动投加、高精度微流量调节、耐化学腐蚀、稳定长期运行的专用定量投加设备。

二、产品概述：IWAKI EWN-W电磁隔膜定量泵

EWN-W是日本IWAKI（易威奇）专为水质闭环控制开发的电磁驱动隔膜式定量泵，区别于普通手动计量泵，内置多类型控制模块，可接入水质传感器信号，实现全自动比例投药，广泛用于水处理、精细化工、半导体CMP药剂调配、抛光辅助药剂加注场景。

整机为电磁直驱隔膜结构，无电机、减速机构，结构紧凑、低噪音、易维护，支持壁挂安装，适配洁净车间、浆料调配间狭小空间。

图2  EWN-W控制面板与LCD显示操作界面

核心产品优势

· 原生闭环水质控制，适配CMP工艺：提供WPO（pH/ORP）、WEC（电导率）、WCT（冷却塔定时）、WCL（余氯）多种控制版本，可直接接入传感器信号，根据浆液实时水质自动调节投加流量，稳定抛光液体系环境。

· 超高细分流量调节：冲程频率1~360spm，按1spm步进微调，搭配冲程长度调节，流量可调范围宽，微量药剂精准加注，避免药剂过量引发浆料团聚。

· 全球通用宽电压：AC100~240V宽电压输入，适配国内外晶圆厂供电环境，电压波动不易造成计量偏差。

· 可靠防护与安装设计：整机IP65等效防水防尘，适合潮湿化学品车间；可调式软管接头，紧固时避免管路扭曲，减少管路泄漏、浆液污染风险。

· 灵活耐腐接液材质选配：标准PVC、GFRPP，可按需选配PTFE、陶瓷等接液部件，适配酸性、碱性、氧化性CMP药剂（双氧水、酸碱调节剂等）。

三、工作原理与关键技术参数

1. 工作原理

电磁驱动往复推动隔膜，依靠隔膜容积变化完成药剂吸入与排出；控制器接收pH/ORP/电导率传感器反馈信号，自动调节电磁驱动冲程频次，动态改变药剂输出流量，形成"水质在线监测—泵投加量自动修正"闭环控制，保障CMP浆液理化指标稳定。

2. 核心规格参数

四、CMP抛光浆液典型应用方案

1. 抛光液调配罐药剂加注

在母液调配工序，EWN-W搭配pH/ORP传感器，自动投加酸、碱、氧化剂，精准控制抛光浆料pH与氧化电位，保证批次浆料一致性，减少磨料团聚。

2. CMP循环管路药剂补加

抛光液循环回用系统持续消耗氧化剂，泵根据在线水质数据自动微量补药，维持循环浆液稳定，延长浆料使用寿命，降低耗材成本。

3. 辅助清洗药剂投加

抛光后清洗工段清洗剂、中和药剂定量投加，配套电导率闭环控制。

⚠ 使用说明：EWN-W原生定位为水质控制药剂投加泵，适合输送澄清化学药剂；不建议直接输送高固含、大颗粒CMP原浆（颗粒易磨损隔膜、阀件），浆料主循环输送建议选用磁力泵、气动隔膜泵，药剂添加支路采用EWN-W定量投加。

五、应用价值

· 提升CMP制程良率：稳定浆液pH、ORP，减少药剂波动导致的晶圆划痕、碟形凹陷等缺陷；

· 实现自动化无人值守：闭环自动投药，降低人工配药误差，减少化学品接触安全风险；

· 降低药剂损耗：精准按需投加，避免过量投药造成原料浪费与废液处理成本上升；

· 完整工艺数据追溯：可联动工厂PLC系统，存储投加流量、水质曲线，满足半导体制程审核追溯要求；

· 运维简单：电磁结构零部件少，隔膜、阀件拆装简易，停机维护周期长。

六、配套选型建议（CMP场景）

· 输送酸碱、双氧水氧化剂 → 优先选配PTFE膜片、陶瓷阀球；

· 需要pH、氧化还原电位闭环控制 → 选用EWN-W WPO版本；

· 需要电导率管控 → 选用EWN-W WEC版本；

· 大压力小流量调配：B系列；低压大流量补加：C系列。

七、结语

在半导体CMP抛光浆料制备与循环工艺中，药剂投加精度直接决定浆液品质与晶圆成品良率。日本IWAKI易威奇EWN-W电磁定量泵集成水质闭环控制、宽电压高精度调节、耐腐蚀材质选配能力，是抛光液调配工段辅助药剂自动投加成熟可靠方案，常与RION颗粒监测设备、浆料循环泵配套，搭建完整CMP浆液在线质控体系，助力半导体工厂实现抛光工艺稳定管控。