Mesure de la boue de CMP avec le Rhosonics CCM

Dans le monde en constante évolution de la fabrication de semi-conducteurs, la précision et l'efficacité sont primordiales. Le polissage mécano-chimique (CMP) est un processus critique qui garantit la production de plaquettes de silicium de haute qualité, les éléments constitutifs de l'électronique moderne. Le contrôle de la composition de la boue de CMP au cours de ce processus est essentiel pour obtenir la qualité souhaitée pour les plaquettes.

Les défis de la surveillance des boues de CMP

La boue CMP est un mélange complexe d'eau, de particules abrasives et de produits chimiques. Sa composition précise peut avoir un impact significatif sur le processus de polissage et, en fin de compte, sur la qualité finale de la plaquette. Par conséquent, la surveillance en temps réel de la composition de la suspension est cruciale pour maintenir la cohérence et optimiser le processus CMP.

Les méthodes traditionnelles de contrôle des boues de CMP impliquent souvent un échantillonnage hors ligne et des analyses en laboratoire, qui non seulement prennent du temps et nécessitent une main-d'œuvre importante, mais ne reflètent pas non plus avec précision les conditions en temps réel de la boue pendant le processus de polissage. Par conséquent, les ajustements basés sur ces analyses peuvent être trop tardifs, ce qui entraîne un gaspillage de ressources et des résultats moins qu'optimaux.

Présentation de la technologie Rhosonics

Rhosonics offre une solution révolutionnaire pour la surveillance en ligne et en temps réel des boues de CMP. Notre technologie innovante utilise une combinaison unique d'ultrasons et de mesures de conductivité pour fournir des données précises et continues sur la composition des boues. Ce retour d'information en temps réel permet aux fabricants de semi-conducteurs de garder le contrôle sur le processus CMP, ce qui se traduit par une amélioration de la qualité des plaquettes, une réduction des déchets et une plus grande efficacité.

Notre Mesure de la concentration chimique (CCM) est conçu pour fonctionner en ligne, ce qui permet à la boue de circuler dans le système avant d'atteindre les machines de polissage. Cette configuration offre un avantage significatif par rapport aux méthodes d'échantillonnage traditionnelles, car elle permet une surveillance et un ajustement continus. Avec le CCM, les fabricants obtiennent des informations sur la densité, la concentration et les solides en suspension de la boue en temps réel - des capacités considérées jusqu'à présent comme inaccessibles.

Comprendre la mesure des ultrasons

Le système à ultrasons du CCM de Rhosonics fonctionne selon une configuration de réflexion avec deux capteurs placés l'un en face de l'autre. Un élément piézoélectrique fonctionnant à 2 MHz génère des ondes ultrasonores. Lorsque ces ondes rencontrent la boue, une partie des ultrasons est réfléchie à l'interface de phase, tandis qu'une autre partie de l'énergie est absorbée par la boue. Ce comportement de réflexion sert d'"empreinte digitale" de la boue, car chaque liquide a sa propre vitesse du son. La différence d'énergie du signal entre les deux matériaux est quantifiée par le coefficient de réflexion (R), à partir duquel l'impédance acoustique du liquide est calculée à l'aide de la formule de Sir Rayleigh.

La vitesse du son, calculée à partir du temps de parcours du signal ultrasonore, est un autre paramètre essentiel. Elle représente le temps nécessaire au signal pour passer de l'émetteur au récepteur à travers le milieu. Cette valeur est révélatrice de la composition unique de la boue et permet d'évaluer la concentration et le type de particules présentes. En déterminant l'impédance acoustique et la vitesse du son, nous pouvons calculer avec précision la densité apparente du lisier, ce qui nous permet d'obtenir un profil en temps réel de sa composition.

Cette approche de mesure ultrasonique change la donne pour la surveillance du CMP, car elle fournit des informations qui vont au-delà des simples niveaux de concentration. Elle permet également à Rhosonics de mesurer des propriétés que les outils des concurrents ne peuvent pas mesurer, faisant du CCM le seul appareil sur le marché capable d'une analyse en temps réel aussi complète.

Mesure de la conductivité pour une meilleure précision

Outre la mesure par ultrasons, le système de conductivité du CCM comporte une bobine d'entraînement et une bobine de détection. La bobine d'entraînement, alimentée en courant alternatif (CA), génère un champ magnétique qui induit des courants dans le fluide conducteur. Ces courants produisent un champ magnétique secondaire, qui est détecté par la bobine de détection. L'intensité du signal induit est en corrélation avec la conductivité du fluide et est convertie en valeur de conductivité.

Les données de conductivité complètent les mesures ultrasoniques en fournissant des informations sur la composition chimique de la suspension, y compris la concentration de produits chimiques spécifiques tels que le peroxyde d'hydrogène (H₂O₂). Contrairement aux méthodes traditionnelles, qui se concentrent souvent sur un seul paramètre à la fois, le CCM de Rhosonics capture simultanément plusieurs aspects de la composition de la suspension, ce qui permet une compréhension beaucoup plus complète du processus CMP.

Avantages uniques de la technologie Rhosonics

Le CCM de Rhosonics offre plusieurs avantages qui en font un atout inestimable pour les fabricants de semi-conducteurs :

• Contrôle en ligne et en temps réel: Fournit des données en continu sur la composition de la boue, ce qui permet aux fabricants de procéder à des ajustements immédiats en cas de besoin. Cette capacité permet un contrôle plus dynamique du processus CMP, en prévenant les problèmes avant qu'ils n'affectent la qualité des plaquettes.
• Précision et polyvalence inégalées: En mesurant plusieurs paramètres - tels que la densité, la concentration et les niveaux chimiques spécifiques - la CCM de Rhosonics surpasse les outils traditionnels, qui peuvent ne se concentrer que sur une concentration, comme H₂O₂.
• Amélioration de la qualité des plaquettes: Assure une composition cohérente de la boue, ce qui permet d'obtenir des plaquettes de meilleure qualité avec moins de défauts. Les données en temps réel permettent aux opérateurs d'affiner le processus CMP et de maintenir les conditions optimales nécessaires à une production de plaquettes de qualité supérieure.
• Réduction des déchets et des coûts: Optimise l'utilisation de la boue et minimise les déchets en surveillant et en contrôlant avec précision la composition de la boue. Cette efficacité permet non seulement de réduire les coûts des matériaux, mais aussi de contribuer à des pratiques de fabrication durables.
• Économies d'énergie: En permettant le transport de boues concentrées, qui peuvent être diluées sur place, la technologie Rhosonics soutient les initiatives d'économie d'énergie. Cette approche réduit les besoins en énergie associés au transport et à la manipulation de boues prédiluées.

Une nouvelle étape dans la surveillance des CMP

Le CCM de Rhosonics est plus qu'un simple outil de surveillance ; il représente un changement de paradigme dans la gestion des boues de CMP. Les méthodes traditionnelles ne sont pas à la hauteur car elles ne permettent pas de surveiller en temps réel et ne peuvent pas saisir toute la complexité de la composition de la boue. Lors d'une récente présentation à la conférence de l'ICPT à Wiesbaden, certains participants ont demandé ce qui rendait le CCM supérieur aux méthodes existantes. La réponse réside dans sa capacité unique à mesurer de multiples paramètres avec une grande précision, en temps réel et dans des compositions diverses.

Notre approche de la surveillance des boues de CMP est sans précédent - de nombreux acteurs de l'industrie ignoraient qu'une mesure aussi complète et en temps réel était même possible. En considérant la vitesse du son comme une "empreinte digitale" propre à chaque mélange de boues, nous atteignons un nouveau niveau de précision dans le contrôle des processus, ce qui a des répercussions considérables sur la qualité des plaquettes et l'efficacité des processus. Cette technologie pionnière offre aux fabricants de semi-conducteurs un avantage qui les aide à rester compétitifs sur un marché très exigeant.

Pour en savoir plus sur la façon dont la technologie Rhosonics peut bénéficier à votre processus CMP, contactez notre équipe dès aujourd'hui. Nous sommes là pour vous aider à faire passer vos opérations de fabrication de semi-conducteurs au niveau supérieur.