密度と粘度の監視による半導体CMP（化学機械研磨）スラリーの品質管理oring

表面の化学機械研磨（CMP）は、化学反応によって表面材料を除去するプロセスである化学機械平坦化に関連していることがよくあります。 CMPは、集積回路とメモリディスクを製造するための半導体業界の標準的な製造プロセスです。

半導体製造業における化学機械平坦化のプロセス概要| 出典：Azom https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12527

研磨パッドとウェーハの間には、主に純水、化学試薬、および異なる研磨粒子を含むスラリーが使用されます。

半導体業界は、プロセス全体を通じて規模を拡大し、厳格な品質管理を維持することがすべてです。 マルチマスクプロセスでは、CMPスラリーは、後続の層が堆積される表面テクスチャを定義します。 寸法が小さい電子部品には、より高度なCMPプロセスが必要です。 お客様の目標は、平らで滑らかな研磨されたウェーハを使用することです。

CMPプロセスの概略図| 出典：誘電体化学機械研磨（CMP）の化学的および物理的メカニズム、本：Advances in Chemical Mechanical Planarization（CMP）、Y。Moon、2016年10.1016月| DOI：978 / B0-08-100165-3.00001-2-XNUMX

最小フィーチャサイズが10nmを下回ると、ウェーハレベルの欠陥仕様がより厳しくなります。 その結果、CMPプロセスはより複雑になり、スラリー品質基準はより厳格になりました。 スラリーは製造時点（POM）で厳密に制御できますが、輸送、取り扱い、混合、ろ過、パッドでの分注などの後続の操作により、その化学的特性が変化する可能性があります（たとえば、酸化剤や添加剤に影響を与える）。 このようなパラメータを変更すると、プロセスのパフォーマンスに影響を与え、ウェーハレベルの欠陥を引き起こし、モジュールの生産性に影響を与える可能性があります。 このような望ましくない影響を防ぐために、使用時にスラリーの化学的性質を継続的に監視する必要があります。

スラリーの粘度と密度の情報は、評価するための重要な洞察を提供します CMPスラリー中の粒子の分散 の間に存在する関係のために 粘度と粒子サイズ。 これは、処方者が個々の要件に合わせて調整するのに役立つ重要な情報を提供します。

スラリーの粘稠度は、化学成分と機械成分の両方に依存します。 このスラリーは、狭くて均一な粒径分布と均一な密度の固体を有する必要があります。 密度の変化はスラリーが不均一であることを示しており、研磨除去量が変化します。 凝集物や大きな粒子はブレンダーのフィルターで除去できますが、密度の変動はさらに危険です。 スラリー粒子が仕様を満たしており、フィルターを通過している可能性があります。 通常、スラリーは濃縮された状態で出荷され、工場で水または過酸化水素で希釈されます。 スラリートートまたはドラムは、混合が不十分なため、底部の密度が高くなる場合があります。 最初は、CMP ツールに受け入れられる材料の品質は、現場での混合と保管を組み合わせた製造現場の慣行に依存します。 モニトoring スラリー密度により、適切なブレンドがプロセス ツールに確実に供給されます。

モント用oring 入ってくるスラリーの濃度測定が一般的な方法になっています。 密度の変動はスラリーが不均一であることを示しており (つまり、いつでも大きな粒子の濃度が高くなる可能性があります)、除去速度に影響を与え、欠陥を引き起こす可能性があります。

• 密度 – スラリーの成分とブレンド特性の指標、およびブレンドモニタリングの有効な指標oring そして制御
• 粘度–ブレンドの一貫性の指標

その他のパラメーターの制限：

• pH –スラリーは化学的に緩衝されており、ブレンド比の変化によるわずかな変化です。
• ORP（酸化還元電位）–ほとんどのCMPスラリーブレンドの混合比によって変化しません
• 導電率またはTDS–通常、ブレンド比に対する感度が高く、独立した制御パラメーターとして使用できないことがよくあります。導電率の値は、同じスラリーのロットごとに異なり、推奨される保管期間中の同じスラリーロットの経年変化によっても異なる場合があります。

自動化されたインライン粘度測定と制御は、オフライン測定法やサンプル採取技術に頼ることなく、製造プロセス中に粘度を制御し、複数のバッチにわたって重要な特性が要件に完全に準拠していることを確認するために非常に重要です。 Rheonics プロセス制御と最適化のための次のソリューションを提供します。

粘度および密度計

1. 列をなして 測定値： Rheonics' SRV は、あらゆるプロセスストリーム内の粘度変化をリアルタイムで検出できる広範囲のインライン粘度測定デバイスです。
2. 列をなして 粘度と密度 測定値： Rheonics' SRD は、密度と粘度を同時に測定するインライン測定器です。 密度測定が運用にとって重要である場合、SRDは、正確な密度測定とともにSRVと同様の運用機能を備え、ニーズに応えるための最良のセンサーです。

統合されたターンキー 品質 管理

Rheonics は、以下で構成される品質管理のための統合ターンキー ソリューションを提供します。

1. 列をなして 測定値： RheonicsSRV –流体温度測定を内蔵した広範囲のインライン粘度測定装置
2. Rheonics プロセスモニター：上級 予測追跡コントローラー プロセス条件のリアルタイムの変化を監視および制御する
3. Rheonics レオパルス 　 自動 dウシン語：設定された粘度制限で妥協することなく、バイパスバルブまたはポンプを自動的に作動させて混合成分を適応的に投与するレベル4自律システム

SRVセンサーはインラインに配置されているため、粘度（およびSRDの場合は密度）を継続的に測定します。 アラートは、オペレーターに必要なアクションを通知するように構成できます。または、管理プロセス全体を次の方法で完全に自動化できます。 RPTC (Rheonics 予測追跡コントローラー）。 製造プロセス ラインで SRV を使用すると、生産性と利益率が向上し、規制への準拠が達成されます。 Rheonics センサーはコンパクトなフォームファクターを備えており、簡単な OEM および後付け設置が可能です。 メンテナンスや再構成は必要ありません。 このセンサーは、特別なチャンバー、ゴム製シール、機械的保護を必要とせず、取り付け方法や場所に関係なく、正確で再現性のある結果を提供します。 SRV と SRD は消耗品を使用せず、再校正も必要ないため、操作が非常に簡単で、生涯にわたるランニングコストが非常に低くなります。

プロセス環境が確立されると、通常、システムの完全性の一貫性を維持するために必要な労力はほとんどありません。オペレーターは、次のような厳密な制御に頼ることができます。 Rheonics 生産品質管理ソリューション。

優れたセンサー設計と技術

特許取得済みの洗練されたエレクトロニクスがこれらのセンサーの頭脳です。 SRV および SRD は、¾ インチ NPT、DIN 11851、フランジ、および Tri-clamp オペレーターがプロセスラインの既存の温度センサーを SRV/SRD に置き換えることで、内蔵 Pt1000 (DIN EN 60751 クラス AA、A、B が利用可能) を使用した正確な温度測定に加えて、粘度などの非常に価値のある実用的なプロセス流体情報が得られます。 。

ニーズに合わせて構築された電子機器

トランスミッターハウジングとスモールフォームファクターのDINレールマウントの両方で利用可能なセンサーエレクトロニクスにより、プロセスラインや機械の機器キャビネット内に簡単に統合できます。

統合が容易

センサーエレクトロニクスに実装された複数のアナログおよびデジタル通信方法により、産業用PLCおよび制御システムへの接続が簡単かつ簡単になります。

アナログおよびデジタル通信オプション

オプションのデジタル通信オプション

Rheonics は、危険な環境での使用向けに ATEX および IECEx によって認定された本質安全防爆センサーを提供します。 これらのセンサーは、爆発の可能性のある雰囲気での使用を目的とした機器および保護システムの設計および構造に関する重要な健康および安全要件に準拠しています。

本質安全防爆認証は、 Rheonics また、既存のセンサーのカスタマイズも可能になり、お客様は代替品の特定とテストにかかる時間とコストを回避できます。 カスタム センサーは、XNUMX つのユニットから最大数千のユニットを必要とするアプリケーションに提供できます。 リードタイムは数か月ではなく数週間です。

Rheonics SRV & SRD ATEXとIECExの両方の認定を受けています。

センサーをプロセスストリームに直接インストールして、リアルタイムの粘度と密度の測定を行います。 バイパスラインは必要ありません。センサーはインラインで浸漬できます。 流量と振動は、測定の安定性と精度に影響を与えません。 流体に対して繰り返し、連続した、一貫したテストを提供することにより、混合性能を最適化します。

インライン品質管理場所

• タンク内
• さまざまな処理コンテナ間の接続パイプ内

計器/センサー

SRV 粘度計または SRD 追加の密度のために

Rheonics 革新的な流体センシングと監視の設計、製造、販売を行っています。oring システム。 スイスで精密に組み立てられ、 Rheonicsインライン粘度計と密度計は、アプリケーションで要求される感度と、過酷な動作環境で生き残るために必要な信頼性を備えています。 悪流条件下でも安定した結果が得られます。 圧力損失や流量の影響を受けません。 実験室での品質管理測定にも同様に適しています。 全範囲にわたって測定するためにコンポーネントやパラメータを変更する必要はありません。