化學機械研磨(CMP)用于研磨半導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測、控制批次間變化、稀釋和混合，以保障晶圓質量和產量。
 

　　研磨液一致性至關重要：
 

　　研磨液密度和成分是CMP工藝質量的關鍵參數，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量并最大限度地減少晶圓缺陷和廢品。為了確保晶圓質量，晶圓廠需要能夠全天連續監測研磨液成分。原位在線折光儀提供了一種簡單且經濟高效的方法來執行此監測。
 

　　折光儀可以安裝在以下位置：
 

　　(1)在供給管線上監測進入的研磨液和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定的限度內。
 

　　通過在線折射率(RI)測量獲得實時結果：
 

　　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出色的可重復性。在線測量優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變質或溫度變化。
 

　　維薩拉PR-33-S半導體行業折光儀：
 

　　維薩拉PR-33-S半導體行業折光儀專為半導體制造環境中的在線實時測量而設計。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。堅固的設計保證了長期穩定性和長使用壽命，內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生測量誤差。由于光學測量原理和堅固的設計，該設備不會出現測量漂移，并且幾乎無需維護。設備不需要耗材，也不產生化學廢物，為實驗室采樣和滴定提供了一種經濟高效、可靠且可持續的替代方案。研究證明，維薩拉折光儀的測量結果與參考滴定的結果有好的一致性，并且能實時提供結果，可以直接在工藝中使用并且可重復。