密度と粘度のモニタリングによる半導体CMP（化学機械研磨）スラリーの品質管理

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。

スラリーの一貫性は、化学的および機械的コンポーネントの両方に依存します。 このスラリーは、狭く均一な粒子サイズ分布と均一な密度の固体を持っている必要があります。 密度が変化すると、スラリーが不均一になり、研磨除去が変化します。 凝集物や大きな粒子はブレンダーのフィルターで取り除くことができますが、密度の変動はより潜行性があります。 スラリー粒子が仕様を満たし、フィルターを通過する可能性があります。 スラリーは通常、濃縮されて出荷され、ファブ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。 当初、CMPツールでの入荷材料の品質は、オンサイトでの混合と保管を組み合わせたファブの慣行に依存します。 スラリー密度を監視することで、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。

入ってくるスラリーを監視するために、デンシトメトリーが一般的な方法になりました。 密度の変動は、不均一なスラリーを示します（つまり、任意の時点で大きな粒子の濃度が高くなる可能性があります）。これは、除去速度に影響を与え、欠陥につながる可能性があります。

• 密度–スラリー成分とブレンド特性の指標、およびブレンドの監視と制御のための効果的な指標
• 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、製造プロセス中の粘度を制御し、オフラインの測定方法やサンプル採取技術に依存することなく、重要な特性が複数のバッチにわたる要件に完全に準拠していることを確認するために重要です。 Rheonicsは、プロセス制御と最適化のために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： レオニクス ' 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： レオニクス ' 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： レオニクスのSRV –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. レオニクス 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、規制への適合性が実現します。 Rheonicsセンサーは、簡単なOEMおよび後付けの設置のためのコンパクトなフォームファクターを備えています。 メンテナンスや再構成は不要です。 センサーは、特別なチャンバー、ゴム製シール、または機械的保護を必要とせずに、取り付け方法や取り付け場所に関係なく、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、再校正を必要としないため、操作が非常に簡単で、生涯の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、システムの整合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、R​​heonicsの生産品質管理ソリューションによる厳密な管理に頼ることができます。

優れたセンサー設計と技術

洗練された特許取得済みの電子機器は、これらのセンサーの頭脳です。 SRVとSRDは、¾” NPT、DIN 11851、フランジ、トライクランプなどの業界標準のプロセス接続で利用でき、オペレーターはプロセスラインの既存の温度センサーをSRV / SRDに置き換えることができ、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を提供します。内蔵のPt1000（DIN EN 60751クラスAA、A、Bが利用可能）を使用した温度の正確な測定。

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的に安全な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と構築に関連する基本的な健康および安全要件に準拠しています。

また、Rheonicsが保有する本質的に安全で防爆の認証により、既存のセンサーをカスタマイズできるため、お客様は代替品の特定とテストに関連する時間とコストを回避できます。 カスタムセンサーは、1ユニットから最大数千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。 数週間対数週間のリードタイムで。

レオニクス 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

レオニクスは、革新的な流体検知および監視システムの設計、製造、販売を行っています。 スイスで製造された精密なレオニックスのインライン粘度計と密度計は、過酷な操作環境で生き残るために必要なアプリケーションと信頼性が要求する感度を備えています。 安定した結果–逆流状態でも。 圧力降下や流量の影響はありません。 ラボでの品質管理測定にも同様に適しています。 全範囲で測定するためにコンポーネントやパラメーターを変更する必要はありません。