化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)用于研磨半導(dǎo)體晶圓的表面并去除多余的材料。CMP工藝中使用的研磨液既具有機(jī)械特性（研磨），又具有化學(xué)特性。如果研磨液成分不一致，晶圓質(zhì)量就會(huì)受到影響。維薩拉的原位在線折光儀特別適合用于研磨液監(jiān)測(cè)、控制批次間變化、稀釋和混合，以保障晶圓質(zhì)量和產(chǎn)量。
研磨液一致性至關(guān)重要：
研磨液密度和成分是CMP工藝質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，但又不像始終使用相同的研磨液混合物那么簡(jiǎn)單。制造商以濃縮形式交付研磨液，并且不同批次的研磨液可能會(huì)有所不同。半導(dǎo)體制造廠用去離子水稀釋濃縮研磨液，并添加氧化劑，通常是過(guò)氧化氫(H2O2)。這需要在CMP工藝之前完成，因?yàn)镠2O2隨著時(shí)間的推移會(huì)降解為水和氧氣。
這種降解有一個(gè)有限的時(shí)間窗口，在此期間可以保持一致的表面研磨質(zhì)量并最大限度地減少晶圓缺陷和廢品。為了確保晶圓質(zhì)量，晶圓廠需要能夠全天連續(xù)監(jiān)測(cè)研磨液成分。原位在線折光儀提供了一種簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效的方法來(lái)執(zhí)行此監(jiān)測(cè)。
折光儀可以安裝在以下位置：
（1)在供給管線上監(jiān)測(cè)進(jìn)入的研磨液和H2O2，并確定研磨液稀釋目標(biāo)濃度水平。
(2)在研磨液混合罐中實(shí)時(shí)控制H2O2的混合，以確保正確的濃度和混合時(shí)間。
(3)在CMP工具中，確保研磨液成分在與晶圓接觸之前處于設(shè)定的限度內(nèi)。
通過(guò)在線折射率(RI)測(cè)量獲得實(shí)時(shí)結(jié)果:
在線折光儀的作用就是測(cè)量研磨液的RI。每種混合物都有成分，因此也有RI，可以使用折光儀進(jìn)行驗(yàn)證和表征。使用在線折光儀進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，比任何離散采樣方法都能更準(zhǔn)確地反映研磨液成分的變化。此外，測(cè)量幾乎無(wú)漂移，不依賴(lài)于流速，并且準(zhǔn)確度不受研磨液中氣泡的影響。
一旦根據(jù)特定研磨液的折射率和溫度特性進(jìn)行校準(zhǔn)，RI測(cè)量在用于測(cè)量諸如銅和鎢研磨液時(shí)可以實(shí)現(xiàn)出色的可重復(fù)性。在線測(cè)量?jī)?yōu)于基于實(shí)驗(yàn)室的方法，因?yàn)樗鼈兿瞬蓸雍蜆颖咎幚碇幸氲娜魏尾淮_定性，例如H2O2變質(zhì)或溫度變化。
維薩拉PR-33-S半導(dǎo)體行業(yè)折光儀:
維薩拉PR-33-S半導(dǎo)體行業(yè)折光儀專(zhuān)為半導(dǎo)體制造環(huán)境中的在線實(shí)時(shí)測(cè)量而設(shè)計(jì)。它體積小，采用不含金屬的特氟龍和藍(lán)寶石接液部件和表面，非常適合測(cè)量研磨液和刺激性化學(xué)物質(zhì)。堅(jiān)固的設(shè)計(jì)保證了長(zhǎng)期穩(wěn)定性和長(zhǎng)使用壽命，內(nèi)置的診斷功能可即時(shí)概覽測(cè)量性能。
PR-33-S提供直接研磨液密度測(cè)量，集成的溫度傳感器確保高度精確的RI測(cè)量，可承受工藝振動(dòng)而不會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。由于光學(xué)測(cè)量原理和堅(jiān)固的設(shè)計(jì)，該設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)測(cè)量漂移，并且?guī)缀鯚o(wú)需維護(hù)。設(shè)備不需要耗材，也不產(chǎn)生化學(xué)廢物，為實(shí)驗(yàn)室采樣和滴定提供了一種經(jīng)濟(jì)高效、可靠且可持續(xù)的替代方案。研究證明，維薩拉折光儀的測(cè)量結(jié)果與參考滴定的結(jié)果有好的一致性，并且能實(shí)時(shí)提供結(jié)果，可以直接在工藝中使用并且可重復(fù)。
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