Medição de lama de CMP com o Rhosonics CCM

No mundo acelerado da fabricação de semicondutores, a precisão e a eficiência são fundamentais. O polimento químico-mecânico (CMP) é um processo crítico que garante a produção de wafers de silício de alta qualidade, os blocos de construção da eletrônica moderna. O controle da composição da pasta de CMP durante esse processo é essencial para obter a qualidade desejada do wafer.

Os desafios do monitoramento de polpa de CMP

A pasta de CMP é uma mistura complexa de água, partículas abrasivas e produtos químicos. Sua composição precisa pode afetar significativamente o processo de polimento e, por fim, a qualidade final do wafer. Portanto, o monitoramento em tempo real da composição da pasta é fundamental para manter a consistência e otimizar o processo de CMP.

Os métodos tradicionais de monitoramento da polpa de CMP geralmente envolvem amostragem off-line e análise laboratorial, que não só consomem muito tempo e mão de obra, mas também não refletem com precisão as condições em tempo real da polpa durante o processo de polimento. Como resultado, os ajustes baseados nessas análises podem ser feitos tarde demais, levando ao desperdício de recursos e a resultados abaixo do ideal.

Apresentando a tecnologia Rhosonics

A Rhosonics oferece uma solução inovadora para o monitoramento em linha e em tempo real de polpas de CMP. Nossa tecnologia inovadora utiliza uma combinação exclusiva de medições ultrassônicas e de condutividade para fornecer dados precisos e contínuos sobre a composição da pasta. Esse feedback em tempo real permite que os fabricantes de semicondutores mantenham o controle sobre o processo de CMP, resultando em melhor qualidade do wafer, redução do desperdício e maior eficiência.

Nosso Medidor de concentração química (CCM) foi projetado para operar em linha, permitindo que a lama flua pelo sistema antes de chegar às máquinas de polimento. Essa configuração oferece uma vantagem significativa em relação aos métodos tradicionais de amostragem, pois permite o monitoramento e o ajuste contínuos. Com o CCM, os fabricantes obtêm insights sobre a densidade, a concentração e os sólidos suspensos da polpa em tempo real - capacidades antes consideradas inatingíveis.

Entendendo a medição ultrassônica

O sistema ultrassônico no CCM Rhosonics opera usando uma configuração de reflexão com dois sensores posicionados um em frente ao outro. Um elemento piezoelétrico operando a 2 MHz gera ondas de ultrassom. Quando essas ondas encontram a lama, parte do ultrassom é refletida na interface de fase, enquanto parte da energia é absorvida pela lama. Esse comportamento de reflexão serve como uma "impressão digital" da pasta, pois cada líquido tem sua própria velocidade de som. A diferença na energia do sinal entre os dois materiais é quantificada como o coeficiente de reflexão (R), a partir do qual a impedância acústica do líquido é calculada usando a fórmula de Sir Rayleigh.

A velocidade do som, calculada a partir do tempo de percurso do sinal de ultrassom, é outro parâmetro essencial. Ela representa o tempo que o sinal leva para atravessar o meio, do emissor ao receptor. Esse valor é um indicativo da composição exclusiva da pasta, o que nos permite avaliar a concentração e o tipo de partículas presentes. Ao determinar a impedância acústica e a velocidade do som, podemos calcular com precisão a densidade aparente da pasta, fornecendo um perfil em tempo real de sua composição.

Essa abordagem de medição ultrassônica é um divisor de águas para o monitoramento de CMP, pois fornece insights que vão além dos meros níveis de concentração. Ela também permite que a Rhosonics meça propriedades que as ferramentas da concorrência não conseguem medir - tornando o CCM o único dispositivo do mercado capaz de fazer uma análise tão abrangente em tempo real.

Medição de condutividade para maior precisão

Juntamente com a medição ultrassônica, o sistema de condutividade do CCM apresenta uma bobina de acionamento e uma bobina de detecção. A bobina de acionamento, energizada com corrente alternada (CA), gera um campo magnético que induz correntes no fluido condutor. Essas correntes produzem um campo magnético secundário, que é detectado pela bobina de detecção. A intensidade do sinal induzido se correlaciona com a condutividade do fluido e é convertida em um valor de condutividade.

Os dados de condutividade complementam as medições ultrassônicas, fornecendo informações sobre a composição química da pasta, incluindo a concentração de produtos químicos específicos, como o peróxido de hidrogênio (H₂O₂). Ao contrário dos métodos tradicionais, que geralmente se concentram em um parâmetro de cada vez, o CCM da Rhosonics captura vários aspectos da composição da pasta simultaneamente, permitindo uma compreensão muito mais abrangente do processo de CMP.

Benefícios exclusivos da tecnologia Rhosonics

O CCM da Rhosonics oferece vários benefícios que o tornam um recurso inestimável para os fabricantes de semicondutores:

• Monitoramento em linha e em tempo real: Fornece dados contínuos sobre a composição da pasta, permitindo que os fabricantes façam ajustes imediatos conforme necessário. Esse recurso permite um controle mais dinâmico do processo de CMP, evitando problemas antes que eles afetem a qualidade do wafer.
• Precisão e versatilidade inigualáveis: Ao medir vários parâmetros, como densidade, concentração e níveis químicos específicos, o CCM da Rhosonics supera as ferramentas tradicionais, que podem se concentrar em apenas uma concentração, como H₂O₂.
• Melhoria da qualidade do wafer: Garante a consistência da composição da pasta, resultando em wafers de maior qualidade e com menos defeitos. Os dados em tempo real permitem que os operadores façam o ajuste fino do processo de CMP e mantenham as condições ideais necessárias para uma produção superior de wafers.
• Redução de desperdício e eficiência de custos: Otimiza o uso da lama e minimiza o desperdício, monitorando e controlando com precisão a composição da lama. Essa eficiência não apenas reduz os custos de material, mas também contribui para práticas de fabricação sustentáveis.
• Economia de energia: Ao permitir o transporte de slurry concentrado, que pode ser diluído no local, a tecnologia Rhosonics apoia iniciativas de economia de energia. Essa abordagem reduz os requisitos de energia associados ao transporte e ao manuseio da pasta pré-diluída.

Inovando no monitoramento de CMP

O Rhosonics CCM é mais do que apenas uma ferramenta de monitoramento; ele representa uma mudança de paradigma no gerenciamento de polpas de CMP. Os métodos tradicionais são insuficientes porque não têm a capacidade de monitorar em tempo real e não conseguem captar toda a complexidade da composição da polpa. Durante uma apresentação recente na Conferência ICPT em Wiesbaden, alguns participantes questionaram o que torna o CCM superior aos métodos existentes. A resposta está em sua capacidade exclusiva de medir vários parâmetros com altos níveis de precisão, em tempo real e em diversas composições.

Nossa abordagem ao monitoramento de pasta de CMP não tem precedentes - muitos no setor não sabiam que essa medição abrangente e em tempo real era possível. Ao tratar a velocidade do som como uma "impressão digital" exclusiva de cada mistura de pasta, possibilitamos um novo nível de precisão no controle do processo que tem implicações de longo alcance na qualidade do wafer e na eficiência do processo. Essa tecnologia pioneira oferece uma vantagem aos fabricantes de semicondutores, ajudando-os a permanecer competitivos em um mercado altamente exigente.

Para saber mais sobre como a tecnologia Rhosonics pode beneficiar o seu processo de CMP, entre em contato com a nossa equipe hoje mesmo. Estamos aqui para ajudá-lo a levar suas operações de fabricação de semicondutores para o próximo nível.