Halbleiter sind die grundlegenden Komponenten moderner elektronischer Systeme. Mit dem Aufkommen des digitalen Zeitalters und der Thematik von Industrie 4.0 sind kleinere, schnellere und leistungsfähigere Prozessoren für viele Systeme und Dienstleistungen ständig gefragt. 
 
Zur Herstellung von Silizium-Halbleiterbauelementen muss das gewachsene Silizium-Blockmaterial für die weitere Verarbeitung geschnitten, geformt, poliert und gereinigt werden. Das Polieren ist ein wichtiger Schritt, um qualitativ hochwertige Silizium-Wafer zu erhalten, da eine planare Oberfläche für folgende lithographische Schritte notwendig ist. 
 
Das chemisch-mechanische Polieren "CMP" ist eine der wichtigsten Technologien zum Polieren der Silizium-Wafer-Oberfläche. Typischerweise wird bei der Behandlung eine Mischung aus deionisiertem Wasser, CMP-Slurry (eine flüssige Dispersion von kolloidalem Silizium oder Aluminiumoxid) und Wasserstoffperoxid (ein starkes Oxidationsmittel) mit definierter Konzentration verwendet. Die gemischte Slurry-Mischung wird zur Lagerung in den Tagestank oder zu mehreren Polierern als Teil einer chemischen Liefereinheit "CDU" gepumpt.
 
Da sich Wasserstoffperoxid mit der Zeit zersetzt, ist es notwendig, seine Konzentration ständig online zu überwachen, um sicherzustellen, dass der CMP-Prozess effizient und reproduzierbar ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die CMP-Suspension immer innerhalb der Spezifikation liegt und Produktverlust vermieden wird.

Im Jahr 2019 schätzte die Semiconductor Industry Association (SIA), dass der weltweite Halbleiterumsatz in den letzten Jahren mit einer jährlichen Wachstumsrate von 6,81% pro Jahr gestiegen ist. 
 
Reine Siliziumblöcke, aus denen die Wafer geschnitten werden, sind sehr teuer in der Herstellung. Deshalb muss bei den nachfolgenden Bearbeitungsschritten jeder unnötige Abfall auf ein Minimum reduziert werden. 
 
Im CMP-Polierer kommt die Slurry-Mischung in direkten Kontakt mit einem einzelnen Silizium-Wafer, wodurch die harte Siliziumoberfläche zu einer weicheren Siliziumoxidschicht oxidiert wird und die Poliereffizienz steigt. Dies wird in einem präzisen Gleichgewicht mit dem mechanischen Polierpad gehalten, um optimale Polierraten für eine erhöhte Wafer-Ausbeute zu erreichen. 
 
Wasserstoffperoxid ist das am häufigsten verwendete chemische Oxidationsmittel für den CMP-Prozess und wird den meisten Halbleiter-CMP-Slurries zugesetzt. Aufgrund seiner Zersetzungseigenschaften im Laufe der Zeit muss die Wasserstoffperoxidkonzentration jedoch kontinuierlich und im gesamten Verteilungskreislauf der Slurry gemessen werden. Dies erfordert eine schnelle Online-Analyse mit kurzen Reaktionszeiten als Teil der Prozesskontrolle und Optimierung.

Der 2060 Process Analyzer von Metrohm Process Analytics kann nicht nur die Wasserstoffperoxidkonzentration in der CMP-Slurry messen, sondern neben pH-, Leitfähigkeits- und Temperaturmessungen auch weitere Parameter bestimmen. Somit wird mit einem einzigen Analysator kontinuierlich der Zustand der produzierten CMP-Slurry-Mischung überwacht.