化學機械研磨/拋光 (CMP) 將(jiang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)和(he)機(ji)械(xie)研(yan)磨(mo)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)
，是(shi)一(yi)項(xiang)成(cheng)本(ben)高(gao)昂(ang)且(qie)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)的(de)重(zhong)要(yao)納(na)米(mi)拋(pao)光(guang)工(gong)藝(yi)。這(zhe)一(yi)工(gong)藝(yi)是(shi)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)製(zhi)造(zao)中(zhong)關(guan)鍵(jian)的(de)使(shi)能(neng)步(bu)驟(zhou)，對(dui)產(chan)量(liang)和(he)工(gong)作效率都會產生影響。

　　CMP 簡介

　　拋光工藝使用含氧化劑的漿料完成，氧化劑通常為過氧化氫 (H2O2)。在(zai)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，將(jiang)晶(jing)圓(yuan)和(he)拋(pao)光(guang)墊(dian)緊(jin)密(mi)地(di)壓(ya)在(zai)一(yi)起(qi)，同(tong)時(shi)使(shi)二(er)者(zhe)各(ge)自(zi)以(yi)略(lve)微(wei)不(bu)同(tong)的(de)速(su)度(du)逆(ni)時(shi)針(zhen)旋(xuan)轉(zhuan)。將(jiang)漿(jiang)料(liao)鋪(pu)在(zai)拋(pao)光(guang)墊(dian)的(de)中(zhong)央(yang)，然(ran)後(hou)結(jie)合(he)運(yun)用(yong)機(ji)械(xie)操(cao)作(zuo)和(he)化(hua)學(xue)操(cao)作(zuo)
，逐(zhu)步(bu)除(chu)去(qu)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)的(de)材(cai)料(liao)，使(shi)晶(jing)圓(yuan)表(biao)麵(mian)局(ju)部(bu)和(he)整(zheng)體(ti)都(dou)順(shun)滑(hua)平(ping)坦(tan)。

　　使用 CMP 漿(jiang)料(liao)前(qian)

，先(xian)在(zai)工(gong)廠(chang)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)混(hun)合(he)或(huo)稀(xi)釋(shi)。氧(yang)化(hua)物(wu)拋(pao)光(guang)漿(jiang)料(liao)在(zai)購(gou)買(mai)時(shi)通(tong)常(chang)為(wei)濃(nong)縮(suo)狀(zhuang)態(tai)
，使(shi)用(yong)前(qian)在(zai)現(xian)場(chang)加(jia)水(shui)稀(xi)釋(shi)
，以(yi)減(jian)少(shao)運(yun)輸(shu)和(he)人(ren)工(gong)成(cheng)本(ben)。一(yi)些(xie)多(duo)組(zu)分(fen)拋(pao)光(guang)漿(jiang)料(liao)隻(zhi)能(neng)隨(sui)用(yong)隨(sui)混(hun)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)漿(jiang)料(liao)在(zai)混(hun)合(he)後(hou)有(you)效(xiao)期(qi)很(hen)短(duan)。確(que)保(bao)正(zheng)確(que)地(di)混(hun)合(he)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)，因(yin)為(wei)混(hun)合(he)效(xiao)果(guo)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)速(su)率(lv)和(he)晶(jing)圓(yuan)拋(pao)光(guang)速(su)率(lv)
；混合過程中的任何缺陷都會對可製造性和可靠性產生負麵影響。盡管製造點 (POM) 的漿料控製很嚴格，但後續過程（包括運輸、處理和過濾）會影響化學特性，因此需要對漿料進行連續監測
，直到抵達使用點 (POU) 為止，以確保實現高產量。這樣就需要有效
、快速、可靠、準確且經濟高效的計量工具和方法，因此許多製造廠選擇使用折光儀。

　　如何借助折射率測量技術來提高生產質量

　　折射率 (RI) 測ce量liang技ji術shu是shi一yi種zhong不bu消xiao耗hao漿jiang料liao的de連lian續xu在zai線xian測ce量liang方fang法fa
，可ke幫bang助zhu製zhi造zao廠chang在zai傳chuan遞di工gong藝yi相xiang關guan的de實shi時shi信xin息xi時shi迅xun速su識shi別bie出chu漿jiang料liao成cheng分fen錯cuo誤wu
，從cong而er減jian少shao存cun在zai風feng險xian的de晶jing圓yuan數shu量liang。

　　CMP 漿料攜帶納米顆粒
，其固體含量為 1 - 30%（取決於漿料類型）
，因此對其中的過氧化氫濃度進行分析極具挑戰性。但通過對特定漿料的折射率及溫度特性進行標定，RI 測量法可以不懼這些困難條件，成功測量出鎢漿料中的過氧化氫濃度並將誤差控製在 ±0.03%（重量）以內。

　　此外，與電導率探頭測試不同
，RI 測量可以監測 H2O 2 漿料濃度，該指標可以反映漿料隨時間的沉降和降解情況。因此，RI 不僅用於檢驗產品的質量，也用於監測進廠原始漿料各批次之間的變化，並驗證混合 - 添加步驟。

　　部分漿料輸送係統擁有一項引人注目的功能，那就是日用槽自動化學品加料功能。

　　Inline refractive index vs. online titration of hydrogen peroxide in slurry conc%

　　維薩拉 K?PATENTS® 半導體行業用折光儀的優點

　　維薩拉 K?PATENTS 半導體行業用折光儀為半導體製造環境設計。該儀器尺寸小且不含金屬，因此適合在不影響工藝的情況下測量化學物質。

　　維薩拉 K?PATENTS 半導體行業用折光儀適合 CMP 操作，因為：

• 測量數字化，並且不會產生偏差
• 集成了溫度測量組件，可確保高精度的 RI 測量
• 可進行直接密度測量
• 設計堅固可靠，可承受過程中的振動，減少測量誤差
• 通過內置診斷程序
  ，可即時了解工藝條件
• 擁有流通池（旨在減少甚至消除結垢現象）。

　　參考文獻

　　多年來， DFS公司一直在 CMP 操作中使用維薩拉 K-PATENTS 半導體行業用折光儀，長期的成功運作證明該設備可靠且準確。“隨著工藝節點越來越多地采用 CMP 步驟，我們必須確保輸送到拋光工具的漿料的化學特性以及機械特性保持穩定一致，”DFS公司化學技術研發總監Karl Urquhart 解釋道

，“在線 RI 監測可以評估進料的化學成分，檢驗混合添加步驟的質量，並且可以通過一次不消耗漿料的實時測量來驗證 CMP 漿料是否混合均勻。”

　　針對 CMP 漿料的 H2O2 測量裝置於 2013 年(nian)在(zai)一(yi)家(jia)大(da)型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)廠(chang)中(zhong)完(wan)成(cheng)安(an)裝(zhuang)
，用(yong)於(yu)取(qu)代(dai)自(zi)動(dong)滴(di)定(ding)法(fa)。安(an)裝(zhuang)後(hou)，該(gai)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)，並(bing)且(qie)除(chu)了(le)正(zheng)常(chang)的(de)衝(chong)洗(xi)混(hun)漿(jiang)池(chi)外(wai)，無(wu)需(xu)進(jin)行(xing)儀(yi)器(qi)維(wei)護(hu)。

　　通常，在安裝維薩拉 K-PATENTS 半導體行業用折光儀後，製造廠的晶圓產量可提升約 20%。此外，CMP 漿料受到嚴格控製，能夠提高研磨過程的均勻性。