Controle de qualidade da pasta semicondutor CMP (polimento mecânico-químico) por meio do monitoramento de densidade e viscosidade

O polimento químico-mecânico (CMP) de superfícies é frequentemente associado à planarização químico-mecânica, que é um processo de remoção de materiais de superfície por reação química. CMP é um processo de fabricação padrão na indústria de semicondutores para a fabricação de circuitos integrados e discos de memória.

Uma pasta contendo principalmente água pura, um reagente químico e diferentes partículas de polimento é usada entre a almofada de polimento e o wafer.

A indústria de semicondutores envolve escala e manutenção de um controle de qualidade rigoroso em todo o processo. Em processos com várias máscaras, as pastas CMP definem a textura da superfície na qual as camadas subsequentes são depositadas. Componentes eletrônicos com dimensões menores requerem processos CMP mais sofisticados. O objetivo do cliente é ter wafers lisos, lisos e polidos.

Com os tamanhos mínimos de recursos caindo abaixo de 10 nm, as especificações de defeito de nível de wafer tornaram-se mais rigorosas. Como resultado, os processos CMP se tornaram mais complexos e os padrões de qualidade da pasta se tornaram mais rigorosos. Embora a pasta possa ser rigidamente controlada no ponto de fabricação (POM), as operações subsequentes, como transporte, manuseio, mistura, filtração e distribuição na almofada podem alterar suas propriedades químicas (por exemplo, afetando oxidantes ou aditivos). Alterar esses parâmetros pode afetar o desempenho do processo e contribuir para defeitos no nível do wafer, afetando assim a produtividade do módulo. Para prevenir tais efeitos indesejáveis, as propriedades químicas da lama devem ser monitoradas continuamente no ponto de uso.

A viscosidade da pasta e as informações de densidade fornecem informações importantes para avaliar o dispersão das partículas em pastas CMP por causa da relação que existe entre viscosidade e tamanho de partícula. Ele fornece informações cruciais para ajudar os formuladores a se adequarem às suas necessidades individuais.

A consistência da pasta depende dos componentes químicos e mecânicos. Esta pasta deve ter distribuições estreitas e uniformes de tamanho de partícula e sólidos de densidade uniforme. A alteração da densidade indica uma pasta não uniforme, que altera a remoção do polimento. Aglomerações e partículas grandes podem ser removidas por filtros no liquidificador, mas as flutuações de densidade são mais insidiosas. É possível que as partículas da lama atendam às especificações e passem pelos filtros. A pasta é normalmente enviada concentrada e, em seguida, diluída com água ou peróxido de hidrogênio na fábrica. Um contenedor de lama ou tambor pode ter densidade mais alta na parte inferior devido à mistura inadequada. Inicialmente, a qualidade do material recebido na ferramenta CMP depende das práticas de fabricação combinadas com a mistura e armazenamento no local. O monitoramento da densidade da pasta garante que a mistura certa seja entregue às ferramentas de processo.

Para monitorar a lama que chega, a densitometria se tornou o método comum. As variações na densidade indicam uma pasta não uniforme (ou seja, uma concentração mais alta de partículas grandes é possível a qualquer momento), o que pode afetar a taxa de remoção e levar a defeitos.

• Densidade - Indicador de componentes de pasta e propriedades de mistura e um indicador eficaz para monitoramento e controle de mistura
• Viscosidade - Indicador de consistência da mistura

Limitações de outros parâmetros:

• pH - as pastas são quimicamente tamponadas, variação insignificante com mudanças na proporção da mistura
• ORP (potencial de redução de oxidação) - não muda com a proporção da mistura na maioria das misturas de pasta CMP
• Condutividade ou TDS - geralmente tem boa sensibilidade à razão de mistura, muitas vezes não pode ser usado como um parâmetro de controle independente, os valores de condutividade variam em diferentes lotes da mesma pasta, também podem variar com o envelhecimento do mesmo lote de pasta durante a vida de armazenamento recomendada

A medição e o controle automatizados da viscosidade em linha são cruciais para controlar a viscosidade durante o processo de fabricação e garantir que as características críticas estejam em total conformidade com os requisitos em vários lotes, sem precisar depender de métodos de medição off-line e técnicas de coleta de amostras. Rheonics oferece as seguintes soluções para controle e otimização de processos,

Medidores de viscosidade e densidade

1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics, SRV é um dispositivo de medição de viscosidade em linha de ampla faixa, capaz de detectar mudanças de viscosidade em qualquer fluxo de processo em tempo real.
2. Na linha Viscosidade e Densidade medições: Rheonics, SRD é um instrumento de medição simultâneo em linha de densidade e viscosidade. Se a medição de densidade é importante para suas operações, o SRD é o melhor sensor para atender às suas necessidades, com recursos operacionais semelhantes ao SRV, juntamente com medições de densidade precisas.

Integrado, chave na mão qualidade de grupos

Rheonics oferece uma solução integrada chave na mão para gestão da qualidade composta por:

1. Na linha Viscosidade medições: Rheonics'SRV - uma ampla faixa, dispositivo de medição de viscosidade em linha com medição de temperatura de fluido embutida
2. Rheonics Monitor de processo: um avançado controlador de rastreamento preditivo para monitorar e controlar variações em tempo real das condições do processo
3. Rheonics ReoPulse com as automático dosing: Um sistema autônomo de nível 4 que garante nenhum compromisso com os limites definidos de viscosidade e ativa automaticamente as válvulas de desvio ou bombas para dosar de forma adaptativa os componentes da mistura

O sensor SRV está localizado em linha para que mede continuamente a viscosidade (e densidade no caso de SRD). Os alertas podem ser configurados para notificar o operador da ação necessária ou todo o processo de gerenciamento pode ser totalmente automatizado com RPTC (Rheonics Controlador de rastreamento preditivo). Usar um SRV em uma linha de processo de fabricação resulta em maior produtividade, margens de lucro e alcança conformidade regulatória. Rheonics os sensores têm um formato compacto para instalação simples de OEM e retrofit. Eles não exigem manutenção ou reconfigurações. Os sensores oferecem resultados precisos e repetíveis, independentemente de como ou onde são montados, sem necessidade de câmaras especiais, vedações de borracha ou proteção mecânica. Sem usar consumíveis e sem necessidade de recalibração, o SRV e o SRD são extremamente fáceis de operar, resultando em custos operacionais extremamente baixos durante a vida útil.

Uma vez estabelecido o ambiente do processo, geralmente é necessário pouco esforço para manter a consistência da integridade dos sistemas – os operadores podem confiar no controle rígido com Rheonics solução de gerenciamento de qualidade de produção.

Design e tecnologia superiores do sensor

A eletrônica sofisticada e patenteada é o cérebro desses sensores. SRV e SRD estão disponíveis com conexões de processo padrão da indústria como ¾” NPT, DIN 11851, Flange e Tri-clamp permitindo que os operadores substituam um sensor de temperatura existente em sua linha de processo por SRV/SRD, fornecendo informações de fluido de processo altamente valiosas e acionáveis, como viscosidade, além de uma medição precisa de temperatura usando um Pt1000 integrado (DIN EN 60751 Classe AA, A, B disponível) .

Eletrônica construída para atender às suas necessidades

Disponível em caixa de transmissor e montagem em trilho DIN de fator de forma pequeno, a eletrônica do sensor permite fácil integração em linhas de processo e dentro de gabinetes de equipamentos de máquinas.

Fácil de integrar

Vários métodos de comunicação analógica e digital implementados nos componentes eletrônicos dos sensores tornam a conexão ao PLC industrial e sistemas de controle simples e diretos.

Opções de comunicação analógica e digital

Opções opcionais de comunicação digital

Rheonics oferece sensores intrinsecamente seguros certificados pela ATEX e IECEx para uso em ambientes perigosos. Esses sensores atendem aos requisitos essenciais de saúde e segurança relativos ao projeto e construção de equipamentos e sistemas de proteção destinados ao uso em atmosferas potencialmente explosivas.

As certificações intrinsecamente seguras e à prova de explosão detidas pela Rheonics também permite a personalização de um sensor existente, permitindo que nossos clientes evitem o tempo e os custos associados à identificação e teste de uma alternativa. Sensores personalizados podem ser fornecidos para aplicações que exigem uma unidade até milhares de unidades; com prazos de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD são certificados ATEX e IECEx.

Instale diretamente o sensor em seu fluxo de processo para fazer medições de densidade e viscosidade em tempo real. Nenhuma linha de bypass é necessária: o sensor pode ser imerso em linha; taxa de fluxo e vibrações não afetam a estabilidade e precisão da medição. Otimize o desempenho da mistura fornecendo testes repetidos, consecutivos e consistentes no fluido.

Locais de controle de qualidade em linha

• Em tanques
• Nos tubos de conexão entre vários recipientes de processamento

Instrumentos / Sensores

SRV Viscosímetro OU um SRD para densidade adicional

Rheonics projeta, fabrica e comercializa sistemas inovadores de detecção e monitoramento de fluidos. Precisão construída na Suíça, RheonicsOs viscosímetros e medidores de densidade em linha têm a sensibilidade exigida pela aplicação e a confiabilidade necessária para sobreviver em um ambiente operacional severo. Resultados estáveis ​​– mesmo sob condições adversas de vazão. Nenhum efeito de queda de pressão ou vazão. É igualmente adequado para medições de controle de qualidade em laboratório. Não há necessidade de alterar nenhum componente ou parâmetro para medir toda a faixa.