化學機械研磨(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械特性(研磨)，又具有化學特性。如果研磨液成分不一致，晶圓質(zhì)量就會受到影響。維薩拉的原位在線折光儀特別適合用于研磨液監(jiān)測、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，通常是過氧化氫(H2O2)。這需要在CMP工藝之前完成，因為H2O2隨著時間的推移會降解為水和氧氣。
這種降解有一個有限的時間窗口，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)測研磨液成分。原位在線折光儀提供了一種簡單且經(jīng)濟高效的方法來執(zhí)行此監(jiān)測。
折光儀可以安裝在以下位置：
(1)在供給管線上監(jiān)測進入的研磨液和H2O2，并確定研磨液稀釋目標濃度水平。
(2)在研磨液混合罐中實時控制H2O2的混合，以確保正確的濃度和混合時間。
(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)。
通過在線折射率(RI)測量獲得實時結(jié)果：
在線折光儀的作用就是測量研磨液的RI。每種混合物都有成分，因此也有RI，可以使用折光儀進行驗證和表征。使用在線折光儀進行實時測量，比任何離散采樣方法都能更準確地反映研磨液成分的變化。此外，測量幾乎無漂移，不依賴于流速，并且準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行校準，RI測量在用于測量諸如銅和鎢研磨液時可以實現(xiàn)出色的可重復(fù)性。在線測量優(yōu)于基于實驗室的方法，因為它們消除了采樣和樣本處理中引入的任何不確定性，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)折光儀專為半導(dǎo)體制造環(huán)境中的在線實時測量而設(shè)計。它體積小，采用不含金屬的特氟龍和藍寶石接液部件和表面，非常適合測量研磨液和刺激性化學物質(zhì)。堅固的設(shè)計保證了長期穩(wěn)定性和長使用壽命，內(nèi)置的診斷功能可即時概覽測量性能。
PR-33-S提供直接研磨液密度測量，集成的溫度傳感器確保高度精確的RI測量，可承受工藝振動而不會產(chǎn)生測量誤差。由于光學測量原理和堅固的設(shè)計，該設(shè)備不會出現(xiàn)測量漂移，并且?guī)缀鯚o需維護。設(shè)備不需要耗材，也不產(chǎn)生化學廢物，為實驗室采樣和滴定提供了一種經(jīng)濟高效、可靠且可持續(xù)的替代方案。研究證明，維薩拉折光儀的測量結(jié)果與參考滴定的結(jié)果有好的一致性，并且能實時提供結(jié)果，可以直接在工藝中使用并且可重復(fù)。
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