Kontrola jakości zawiesiny CMP (chemiczno-mechaniczne polerowanie) półprzewodników poprzez monitorowanie gęstości i lepkości

Polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP) powierzchni jest często związane z planaryzacją chemiczno-mechaniczną, która jest procesem usuwania materiałów powierzchniowych w wyniku reakcji chemicznej. CMP to standardowy proces produkcyjny w branży półprzewodników do wytwarzania układów scalonych i dysków pamięci.

Zawiesina zawierająca głównie czystą wodę, odczynnik chemiczny i różne cząstki polerujące jest stosowana między padem polerskim a wafelkiem.

Przemysł półprzewodników polega na skali i utrzymywaniu ścisłej kontroli jakości podczas całego procesu. W procesach wielomaskowych zawiesiny CMP określają teksturę powierzchni, na której osadzane są kolejne warstwy. Komponenty elektroniczne o mniejszych wymiarach wymagają bardziej wyrafinowanych procesów CMP. Celem klienta jest posiadanie płaskich, gładkich, polerowanych wafli.

Przy minimalnych rozmiarach cech spadających poniżej 10 nm, specyfikacje defektów na poziomie płytki stały się bardziej rygorystyczne. W rezultacie procesy CMP stały się bardziej złożone, a standardy jakości gnojowicy stały się bardziej rygorystyczne. Chociaż zawiesina może być ściśle kontrolowana w miejscu produkcji (POM), kolejne operacje, takie jak transport, przenoszenie, mieszanie, filtracja i dozowanie na wkładce mogą zmienić jej właściwości chemiczne (np. wpływać na utleniacze lub dodatki). Zmiana takich parametrów może wpłynąć na wydajność procesu i przyczynić się do defektów na poziomie płytek, wpływając w ten sposób na wydajność modułu. Aby zapobiec takim niepożądanym efektom, właściwości chemiczne gnojowicy muszą być stale monitorowane w miejscu użycia.

Informacje o lepkości i gęstości gnojowicy dostarczają kluczowych informacji do oceny dyspersja cząstek w zawiesinach CMP ze względu na związek, który istnieje między lepkość i wielkość cząstek. Dostarcza kluczowych informacji, które pomagają formulatorom dostosować się do ich indywidualnych wymagań.

Konsystencja zawiesiny zależy zarówno od składników chemicznych, jak i mechanicznych. Zawiesina powinna charakteryzować się wąskim, jednorodnym rozkładem wielkości cząstek oraz jednorodną gęstością cząstek stałych. Zmiana gęstości wskazuje na niejednorodność zawiesiny, co utrudnia usuwanie polerowania. Aglomeraty i duże cząstki można usunąć za pomocą filtrów w blenderze, ale wahania gęstości są bardziej zdradliwe. Możliwe jest, że cząstki zawiesiny spełniają wymagania specyfikacji i przechodzą przez filtry. Zawiesina jest zazwyczaj transportowana w stanie zagęszczonym, a następnie rozcieńczana wodą lub nadtlenkiem wodoru w fabryce. Pojemnik lub beczka na zawiesinę mogą mieć wyższą gęstość na dnie z powodu niewystarczającego mieszania. Początkowo jakość materiału wejściowego w narzędziu CMP zależy od praktyk produkcyjnych w połączeniu z mieszaniem i magazynowaniem na miejscu. Monitorowanie gęstości zawiesiny zapewnia dostarczenie odpowiedniej mieszanki do narzędzi procesowych.

Do monitorowania napływającej zawiesiny powszechnie stosowana jest densytometria. Zmiany gęstości wskazują na niejednorodność zawiesiny (tj. możliwe jest większe stężenie dużych cząstek w danym momencie), co może wpływać na szybkość usuwania i prowadzić do defektów.

• Gęstość – wskaźnik składników zawiesiny i właściwości mieszanki oraz skuteczny wskaźnik do monitorowania i kontroli mieszanki
• Lepkość – Wskaźnik konsystencji mieszanki

Ograniczenia pozostałych parametrów:

• pH – gnojowicy są buforowane chemicznie, nieznaczna zmienność wraz ze zmianami proporcji mieszanki
• ORP (Potencjał utleniania-redukcji) – nie zmienia się wraz ze stosunkiem mieszania w większości mieszanek zawiesiny CMP
• Przewodność lub TDS – zwykle ma dobrą czułość w stosunku do mieszania, często nie może być stosowany jako niezależny parametr kontrolny, wartości przewodności różnią się w różnych partiach tej samej gnojowicy, mogą również zmieniać się wraz ze starzeniem się tej samej partii gnojowicy podczas zalecanego okresu przechowywania

Zautomatyzowany pomiar i kontrola lepkości na linii ma kluczowe znaczenie dla kontrolowania lepkości podczas procesu produkcyjnego i zapewnienia pełnej zgodności krytycznych parametrów z wymaganiami dla wielu partii, bez konieczności polegania na metodach pomiaru offline i technikach pobierania próbek. Rheonics oferuje następujące rozwiązania w zakresie kontroli i optymalizacji procesów,

Mierniki lepkości i gęstości

1. In-line Lepkość pomiary: Rheonics" SRV to szerokozakresowe urządzenie do pomiaru lepkości w linii, zdolne do wykrywania zmian lepkości w dowolnym strumieniu procesowym w czasie rzeczywistym.
2. In-line Lepkość i gęstość pomiary: Rheonics" SRD jest przyrządem do jednoczesnego pomiaru gęstości i lepkości w linii. Jeśli pomiar gęstości jest ważny dla twoich operacji, SRD jest najlepszym czujnikiem spełniającym twoje potrzeby, z możliwościami operacyjnymi podobnymi do SRV oraz dokładnymi pomiarami gęstości.

Zintegrowane, gotowe pod klucz jakość i konserwacjami

Rheonics oferuje zintegrowane rozwiązanie „pod klucz” do zarządzania jakością, składające się z:

1. In-line Lepkość pomiary: Rheonics'SRV - szerokozakresowy, wbudowany miernik lepkości z wbudowanym pomiarem temperatury płynu
2. Rheonics Monitor procesu: zaawansowany predykcyjny kontroler śledzenia do monitorowania i kontrolowania zmian warunków procesu w czasie rzeczywistym
3. Rheonics RheoPulse , , , , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, , w automatyczny dOsing: Autonomiczny system poziomu 4, który zapewnia brak kompromisów z ustalonymi limitami lepkości i automatycznie aktywuje zawory obejściowe lub pompy w celu adaptacyjnego dozowania składników mieszanki

Czujnik SRV jest umieszczony w linii, więc stale mierzy lepkość (i gęstość w przypadku SRD). Alerty można skonfigurować tak, aby powiadamiały operatora o niezbędnych działaniach lub cały proces zarządzania można w pełni zautomatyzować RPTC (Rheonics Predykcyjny kontroler śledzenia). Zastosowanie SRV w linii technologicznej produkcyjnej skutkuje poprawą produktywności, marży zysku i osiągnięciem zgodności z przepisami. Rheonics czujniki mają kompaktową obudowę, co ułatwia instalację OEM i modernizację. Nie wymagają konserwacji ani ponownej konfiguracji. Czujniki zapewniają dokładne, powtarzalne wyniki niezależnie od sposobu i miejsca montażu, bez konieczności stosowania specjalnych komór, uszczelek gumowych lub zabezpieczeń mechanicznych. Nie wykorzystujące materiałów eksploatacyjnych i nie wymagające ponownej kalibracji, SRV i SRD są niezwykle łatwe w obsłudze, co skutkuje wyjątkowo niskimi kosztami eksploatacji w całym okresie użytkowania.

Po ustaleniu środowiska procesowego zwykle nie potrzeba wiele wysiłku, aby utrzymać spójność integralności systemów – operatorzy mogą polegać na ścisłej kontroli dzięki Rheonics rozwiązanie do zarządzania jakością produkcji.

Doskonała konstrukcja i technologia czujnika

Mózgiem tych czujników jest wyrafinowana, opatentowana elektronika. SRV i SRD są dostępne ze standardowymi przyłączami procesowymi, takimi jak ¾” NPT, DIN 11851, kołnierzowe i Tri-clamp umożliwiając operatorom wymianę istniejącego czujnika temperatury w linii technologicznej na SRV/SRD, dostarczając bardzo cennych i przydatnych informacji o płynie procesowym, takich jak lepkość, oprócz dokładnego pomiaru temperatury za pomocą wbudowanego czujnika Pt1000 (dostępna klasa AA, A, B DIN EN 60751) .

Elektronika zbudowana tak, aby pasowała do Twoich potrzeb

Dostępna zarówno w obudowie przetwornika, jak i małej obudowie do montażu na szynie DIN, elektronika czujnika umożliwia łatwą integrację z liniami procesowymi i wewnątrz szaf maszynowych.

Łatwa integracja

Wiele analogowych i cyfrowych metod komunikacji zaimplementowanych w elektronice czujnika sprawia, że ​​podłączenie do przemysłowych sterowników PLC i systemów sterowania jest proste i proste.

Opcje komunikacji analogowej i cyfrowej

Opcjonalne opcje komunikacji cyfrowej

Rheonics oferuje czujniki iskrobezpieczne z certyfikatami ATEX i IECEx do stosowania w środowiskach niebezpiecznych. Czujniki te spełniają zasadnicze wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy związane z projektowaniem i konstrukcją urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do stosowania w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Posiadane przez firmę certyfikaty iskrobezpieczności i przeciwwybuchowości Rheonics pozwala także na dostosowanie istniejącego czujnika, pozwalając naszym klientom uniknąć czasu i kosztów związanych z identyfikacją i testowaniem alternatywy. Można dostarczyć czujniki niestandardowe do zastosowań wymagających od jednej jednostki do tysięcy jednostek; z czasem realizacji wynoszącym tygodnie zamiast miesięcy.

Rheonics SRV & SRD posiadają zarówno certyfikat ATEX, jak i IECEx.

Zainstaluj czujnik bezpośrednio w strumieniu procesowym, aby wykonywać pomiary lepkości i gęstości w czasie rzeczywistym. Nie jest wymagana linia obejściowa: czujnik można zanurzyć w linii; natężenie przepływu i wibracje nie wpływają na stabilność i dokładność pomiaru. Zoptymalizuj wydajność mieszania, zapewniając powtarzalne, kolejne i spójne testy płynu.

Lokalizacje kontroli jakości w linii

• W czołgach
• W rurach łączących między różnymi pojemnikami procesowymi

Instrumenty / czujniki

SRV Wiskozymetr LUB an SRD dla dodatkowej gęstości

Rheonics Projektuje, produkuje i wprowadza na rynek innowacyjne systemy pomiaru i monitorowania płynów. Precyzyjne wykonanie w Szwajcarii. RheonicsWiskozymetry i gęstościomierze in-line charakteryzują się czułością wymaganą w danym zastosowaniu i niezawodnością niezbędną do przetrwania w trudnych warunkach operacyjnych. Stabilne wyniki – nawet w niekorzystnych warunkach przepływu. Brak wpływu spadku ciśnienia lub natężenia przepływu. Równie dobrze nadaje się do pomiarów kontroli jakości w laboratorium. Nie ma potrzeby zmiany żadnego komponentu ani parametru, aby mierzyć w pełnym zakresie.