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Control de calidad de la lechada de semiconductores CMP (pulido químico mecánico) mediante el control de la densidad y la viscosidad
  • Se puede garantizar un rendimiento óptimo del proceso mediante la supervisión continua del estado de la pulpa. Ayuda a adaptarse a los requisitos más estrictos de pureza y precisión de mezcla de las lechadas de próxima generación.

  • Las lechadas más nuevas no están bien definidas y requieren un ajuste fino para procesos específicos, lo que es posible con datos de sensores avanzados. La consistencia del proceso de obleas se mejora significativamente con información y automatización en tiempo real.

  • La optimización continua de la viscosidad / densidad contribuye a reducir el costo de propiedad del proceso CMP y los consumibles

  • Evite problemas con las capacidades de alarma

Introducción a la aplicación

El pulido químico-mecánico (CMP) de superficies a menudo se asocia con la planarización químico-mecánica, que es un proceso de eliminación de materiales de la superficie por reacción química. CMP es un proceso de fabricación estándar en la industria de los semiconductores para fabricar circuitos integrados y discos de memoria.

 

Resumen del proceso de planarización químico-mecánica en la industria de fabricación de semiconductores | Fuente: Azom https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12527

 

Se utiliza una lechada que contiene principalmente agua pura, un reactivo químico y diferentes partículas de pulido entre la almohadilla de pulido y la oblea.

¿Por qué es necesario el control del proceso de pulpa en CMP?

La industria de los semiconductores tiene que ver con la escala y el mantenimiento de un estricto control de calidad durante todo el proceso. En los procesos de múltiples máscaras, las lechadas CMP definen la textura de la superficie sobre la que se depositan las capas posteriores. Los componentes electrónicos con dimensiones más pequeñas requieren procesos CMP más sofisticados. El objetivo del cliente es tener obleas planas, lisas y pulidas.

Mecanismos químicos y físicos del pulido mecánico químico dieléctrico (CMP), En libro: Avances en Planarización Mecánica Química (CMP), Y. Moon, Diciembre de 2016 | DOI: 10.1016 / B978-0-08-100165-3.00001-2

Diagrama esquemático del proceso CMP | Fuente: Mecanismos químicos y físicos del pulido químico mecánico dieléctrico (CMP), En libro: Advances in Chemical Mechanical Planarization (CMP), Y. Moon, diciembre de 2016 | DOI: 10.1016 / B978-0-08-100165-3.00001-2

 

Con tamaños mínimos de características que caen por debajo de 10 nm, las especificaciones de defectos a nivel de oblea se han vuelto más estrictas. Como resultado, los procesos CMP se han vuelto más complejos y los estándares de calidad de la lechada se han vuelto más estrictos. Si bien la lechada puede controlarse estrictamente en el punto de fabricación (POM), las operaciones posteriores como el transporte, manipulación, mezcla, filtración y dispensación en la almohadilla pueden alterar sus propiedades químicas (por ejemplo, afectando oxidantes o aditivos). Cambiar dichos parámetros puede afectar el rendimiento del proceso y contribuir a defectos a nivel de oblea, afectando así la productividad del módulo. Para prevenir tales efectos indeseables, las propiedades químicas de la lechada deben monitorearse continuamente en el punto de uso.

Importancia de la viscosidad y densidad de la lechada de CMP en las operaciones de pulido

La información de viscosidad y densidad de la lechada proporciona información clave para evaluar la dispersión de las partículas en lechadas de CMP por la relación que existe entre viscosidad y tamaño de partícula. Proporciona información crucial para ayudar a los formuladores a adaptarse a sus requisitos individuales.

La consistencia de la lechada depende de componentes químicos y mecánicos. Esta lechada debe tener distribuciones de tamaño de partículas estrechas y uniformes y sólidos de densidad uniforme. El cambio de densidad indica una lechada no uniforme, que altera la eliminación del pulido. Las aglomeraciones y las partículas grandes pueden eliminarse mediante filtros en el mezclador, pero las fluctuaciones de densidad son más insidiosas. Es posible que las partículas de la lechada cumplan con las especificaciones y pasen a través de los filtros. La lechada generalmente se envía concentrada y luego se diluye con agua o peróxido de hidrógeno en la fábrica. Un recipiente o tambor de lechada puede tener una densidad más alta en el fondo debido a una mezcla inadecuada. Inicialmente, la calidad del material entrante en la herramienta CMP depende de las prácticas de fabricación combinadas con la mezcla y el almacenamiento en el sitio. El control de la densidad de la lechada garantiza que se entregue la mezcla correcta a las herramientas del proceso.

Para monitorear el lodo entrante, la densitometría se ha convertido en el método común. Las variaciones en la densidad indican una suspensión no uniforme (es decir, es posible una mayor concentración de partículas grandes en un momento dado), lo que puede afectar la velocidad de eliminación y provocar defectos.

  • Densidad: indicador de los componentes de la lechada y las propiedades de la mezcla y un indicador eficaz para el control y la supervisión de la mezcla.
  • Viscosidad: indicador de la consistencia de la mezcla

Limitaciones de otros parámetros:

  • pH: las lechadas están tamponadas químicamente, variación insignificante con cambios en la proporción de mezcla
  • ORP (potencial de oxidación-reducción): no cambia con la proporción de mezcla en la mayoría de las mezclas de lechada de CMP
  • Conductividad o TDS: generalmente tiene una buena sensibilidad a la relación de mezcla, a menudo no se puede usar como un parámetro de control independiente, los valores de conductividad varían en diferentes lotes de la misma lechada, también pueden variar con el envejecimiento del mismo lote de lechada durante la vida de almacenamiento recomendada

Soluciones de Rheonics para control de calidad y garantía de lodos semiconductores CMP

La medición y el control automatizados de la viscosidad en línea son cruciales para controlar la viscosidad durante el proceso de fabricación y garantizar que las características críticas cumplan plenamente con los requisitos en varios lotes, sin tener que depender de métodos de medición fuera de línea y técnicas de toma de muestras. Rheonics ofrece las siguientes soluciones para el control y la optimización de procesos,

Medidores de viscosidad y densidad

  1. En línea Viscosidad mediciones: Rheonics SRV es un dispositivo de medición de viscosidad en línea de amplio rango capaz de detectar cambios de viscosidad dentro de cualquier flujo de proceso en tiempo real.
  2. En línea Viscosidad y Densidad mediciones: Rheonics SRD es un instrumento de medición de densidad y viscosidad simultánea en línea. Si la medición de la densidad es importante para sus operaciones, SRD es el mejor sensor para satisfacer sus necesidades, con capacidades operativas similares a las del SRV junto con mediciones de densidad precisas.

Integrado, llave en mano calidad management

Rheonics ofrece una solución integral llave en mano para la gestión de la calidad compuesta por:

  1. En línea Viscosidad mediciones: SRV de Rheonics - un dispositivo de medición de viscosidad en línea de amplio rango con medición de temperatura de fluido incorporada
  2. Monitor de procesos reónicos: un avanzado controlador de seguimiento predictivo para monitorear y controlar en tiempo real las variaciones de las condiciones del proceso
  3. Rheonics RheoPulso con automáticamente dosear: Un sistema autónomo de nivel 4 que garantiza que no se comprometa con los límites de viscosidad establecidos y activa automáticamente válvulas de derivación o bombas para dosificar de forma adaptativa los componentes de la mezcla.

El sensor SRV está ubicado en línea, por lo que mide continuamente la viscosidad (y la densidad en el caso de SRD). Las alertas se pueden configurar para notificar al operador de la acción necesaria o todo el proceso de gestión se puede automatizar completamente con RPTC (Controlador de seguimiento predictivo Rheonics). El uso de un SRV en una línea de proceso de fabricación da como resultado una productividad mejorada, márgenes de ganancia y logra el cumplimiento normativo. Los sensores Rheonics tienen un factor de forma compacto para una instalación simple de OEM y modernización. No requieren mantenimiento ni reconfiguraciones. Los sensores ofrecen resultados precisos y repetibles sin importar cómo o dónde se monten, sin necesidad de cámaras especiales, sellos de goma o protección mecánica. Al no usar consumibles y no requieren recalibración, SRV y SRD son extremadamente fáciles de operar, lo que resulta en costos de operación de por vida extremadamente bajos.

Una vez que se establece el entorno del proceso, generalmente se requiere poco esfuerzo para mantener la coherencia de la integridad de los sistemas; los operadores pueden confiar en el control estricto con la solución de gestión de calidad de producción de Rheonics.

Diseño y tecnología de sensores superiores.

La electrónica sofisticada y patentada es el cerebro de estos sensores. SRV y SRD están disponibles con conexiones de proceso estándar de la industria como ¾ ”NPT, DIN 11851, Brida y Tri-clamp, lo que permite a los operadores reemplazar un sensor de temperatura existente en su línea de proceso con SRV / SRD, lo que brinda información de fluidos de proceso altamente valiosa y procesable, como la viscosidad, una medición precisa de la temperatura utilizando un Pt1000 incorporado (DIN EN 60751 Clase AA, A, B disponible).

Electrónica construida para satisfacer sus necesidades.

Disponible tanto en una carcasa de transmisor como en un montaje en riel DIN de factor de forma pequeño, la electrónica del sensor permite una fácil integración en las líneas de proceso y dentro de los gabinetes de equipos de las máquinas.

PYME-DRM
PYME_TRD
Explore las opciones de electrónica y comunicación

Fácil de integrar

Múltiples métodos de comunicación analógica y digital implementados en la electrónica del sensor hacen que la conexión a PLC industriales y sistemas de control sea sencilla y sencilla.

Opciones de comunicación analógica y digital

Opciones de comunicación analógica y digital

Opciones de comunicación digital opcionales

Opciones de comunicación digital opcionales

Cumplimiento de ATEX e IECEx

Rheonics ofrece sensores intrínsecamente seguros certificados por ATEX e IECEx para su uso en entornos peligrosos. Estos sensores cumplen con los requisitos esenciales de salud y seguridad relacionados con el diseño y la construcción de equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas.

Las certificaciones intrínsecamente seguras y a prueba de explosiones de Rheonics también permiten la personalización de un sensor existente, lo que permite a nuestros clientes evitar el tiempo y los costos asociados con la identificación y prueba de una alternativa. Se pueden proporcionar sensores personalizados para aplicaciones que requieren una unidad hasta miles de unidades; con plazos de entrega de semanas versus meses.

Rheonics SRV & SRD están certificados por ATEX e IECEx.

Certificado ATEX (2014 / 34 / EU)

Los sensores intrínsecamente seguros con certificación ATEX de Rheonics cumplen con la directiva ATEX 2014/34 / EU y están certificados para seguridad intrínseca según Ex ia. La directiva ATEX especifica requisitos mínimos y esenciales relacionados con la salud y la seguridad para proteger a los trabajadores empleados en atmósferas peligrosas.

Los sensores con certificación ATEX de Rheonics están reconocidos para su uso en Europa e internacionalmente. Todas las piezas con certificación ATEX están marcadas con “CE” para indicar cumplimiento.

Certificación IECEx

Los sensores intrínsecamente seguros de Rheonics están certificados por IECEx, la Comisión Electrotécnica Internacional para la certificación de estándares relacionados con equipos para uso en atmósferas explosivas.

Esta es una certificación internacional que garantiza el cumplimiento de la seguridad para su uso en áreas peligrosas. Los sensores Rheonics están certificados para seguridad intrínseca a Ex i.

Implementación

Instale directamente el sensor en su flujo de proceso para realizar mediciones de viscosidad y densidad en tiempo real. No se requiere línea de derivación: el sensor se puede sumergir en línea; el caudal y las vibraciones no afectan la estabilidad y precisión de la medición. Optimice el rendimiento de la mezcla proporcionando pruebas repetidas, consecutivas y consistentes en el fluido.

Ubicaciones de control de calidad en línea

  • En tanques
  • En las tuberías de conexión entre varios contenedores de procesamiento.

Instrumentos / Sensores

SRV Viscosímetro O un SRD para densidad adicional

Selección de instrumentos reónicos

Rheonics diseña, fabrica y comercializa sistemas innovadores de detección y monitoreo de fluidos. Precisión construida en Suiza, los viscosímetros en línea y medidores de densidad de Rheonics tienen la sensibilidad que exige la aplicación y la confiabilidad necesaria para sobrevivir en un entorno operativo hostil. Resultados estables, incluso en condiciones de flujo adversas. Sin efecto de caída de presión o caudal. Es igualmente adecuado para mediciones de control de calidad en el laboratorio. No es necesario cambiar ningún componente o parámetro para medir en todo el rango.

Producto (s) sugerido (s) para la aplicación

  • Amplio rango de viscosidad: supervise el proceso completo
  • Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos, fluidos monofásicos y multifásicos.
  • Sellado herméticamente, todas las piezas húmedas 316L de acero inoxidable
  • Medida de temperatura de fluido incorporada
  • Factor de forma compacto para una instalación simple en líneas de proceso existentes
  • Fácil de limpiar, no necesita mantenimiento ni reconfiguraciones
  • Instrumento único para medir la densidad, viscosidad y temperatura del proceso
  • Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos, fluidos monofásicos y multifásicos.
  • Construcción totalmente metálica (acero inoxidable 316L)
  • Medida de temperatura de fluido incorporada
  • Factor de forma compacto para una instalación simple en tuberías existentes
  • Fácil de limpiar, no necesita mantenimiento ni reconfiguraciones
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