晶圆厂化学工艺监测和故障检测

半导体制程中的芯片质量通常由成品与制程标准的差异程度来决定,换句话说,由分布的下限和上限之间的情况来决定。关键质量特性 (CTQ) 以及符合用户要求这两点也很重要。制程中偏差太高会很快导致终产品出现质量问题。为确保向市场稳定供应优质产品,我们需要全方位的质量指标和工艺控制。化学品是产品质量和芯片制程的重要一环。半导体晶圆厂在整个制造工艺过程中要消耗数以吨计的化学品。每项工艺的可重复性和再现性是晶圆厂非常关心的问题,即使是轻微的规格偏差也可能导致设备污染和晶圆报废,带来严重损失。 

 

晶圆厂化学工艺监测和故障检测方面的应用

维萨拉为使用湿化学法进行浓度测量提供在线、实时、可靠准确且经济高效的计量方法,它可以替代费用高昂且操作复杂的分析仪,这类分析仪用于晶圆厂化学工艺监测、故障检测和 CMP 浆料成分及浓度控制。

散装化学品运送

进厂化学品的质量检测,例如 HF、IPA、DHF、H2O2、HNO3、HCI、KOH、NaOH、NH4OH。

半导体湿化学品

使用湿法工作台或湿法工艺制造硅晶圆时,对化学品进行实时浓度监测。

CMP 过氧化物的混合和分配

关键工艺系统:化学机械研磨 (CMP) 工艺期间双氧水 (H2O2) 或其他氧化剂的浓度监测。

KOH 硅蚀刻

监测 KOH 溶液浓度以确定正确的蚀刻终点

使用 EKC® 化学品去除蚀刻后的残留物

EKC ®溶液喷洒设备上监测水含量。 

晶圆清洗时进行化学品识别监测

即刻切换晶圆化学清洁剂,如氢氟酸 (HF)、去离子水 (DIW)、SC-1(H2O2、NH3)。

太阳能(光伏)行业:去除太阳能晶圆锯切残留物

乳酸 CH3CHOHCOOH 或乙酸 CH3COOH 溶液浓度监测。

白皮书

在线折射率,用于 CMP 新鲜进料和 CMP 制浆废水的分析表征

在线折射率 (RI) 测量是鉴定 CMP 浆料中过氧化氢含量是否合格的可靠技术。不过,过氧化氢含量并不是唯一需要注意的浆料指标。通常,制造商提供的是浓缩浆料,之后由晶圆厂在浓缩浆料中加入水和过氧化氢来对其进行稀释。虽然浆料密度是 CMP 的关键性能参数,但是进厂浆料密度可能随批次而发生变化。

用在线折射率法替代自动滴定法来确定钨的 CMP 中过氧化氢浓度是否合格

折射率测量已成为确定钨 CMP 浆料中过氧化氢含量是否合格的可靠技术。许多新兴制程工艺都使用 CMP 作为搭建电路结构的关键工具,这导致了 CMP 工序的激增,因此,如果浆料成分不符合规格要求,那么产量损失的可能性也随之增加。尽管自动滴定法可以给出准确的测量结果,但它仅提供指采样测量的离线数据,并且需要昂贵的设备和持续维护费用。折射率法是一种不消耗浆料的连续性测量方法,可帮助晶圆厂快速发现浆料成分问题,降低出现不合格晶圆的几率。

用于 CMP 浆料故障检测的在线折射率监测

在线折射率测量已成为业内领先的晶圆厂检测 CMP 浆料混合和分配系统故障的可靠技术。折射率法是一种无需采样的连续性测量方法,可帮助晶圆厂快速发现浆料成分的变化。

针对特定浆料温度/折射率进行校准后,折射率测量就可以确定浆料中过氧化氢的浓度,无论测量对象是铜浆料还是钨浆料,其精度都可以达到质量百分比±0.02%。在一些晶圆厂的长期研究中,这种针对低技术节点 CMP 工艺浆料成分的测量方法可靠,三年连续运行中,除了例行冲洗混浆池之外,无需仪表维护。

半导体化学品供给时化学品在位监测

进厂化学品的品质取决于化学品供应商。半导体制造商无法及时有效的发现来自供应商的化学品存在的问题。不管是什么原因(供应商、机械故障或人为因素)导致了化学品的变化,最终产品都会受到影响。事实上,可以说芯片质量反而成为判断化学品是否合格的最终检验标准。本文件将讨论各种不同的监测方法;为半导体化学品推荐经济高效且普遍适用的理想测量方法。解决整个问题的办法不是依靠单一设备或方案,而是需要整套设备和化学品分配领域中的基本思维的转变。我们还将对支持数据和其他相关实验结果进行讨论,来支持和论证我们的观点。