I semiconduttori sono i componenti fondamentali dei moderni prodotti elettronici. Con l'avvento dell'era digitale e ora l'attuale «Internet delle cose», processori più piccoli, più veloci e più potenti sono costantemente richiesti per molti beni e servizi.

Per produrre dispositivi a semiconduttore di silicio, il materiale del lingotto di silicio cresciuto deve essere tagliato, sagomato, lucidato e pulito per un'ulteriore lavorazione. La lucidatura è un passaggio chiave per ottenere wafer di silicio di alta qualità, poiché raggiunge la planarità della superficie per i futuri passaggi litografici.

Planarizzazione Chimica Meccanica «CMP» è una delle principali tecnologie utilizzate per levigare o lucidare la superficie del wafer di silicio. Tipicamente, questo processo consiste nel mescolare acqua deionizzata, impasto liquido CMP (una dispersione liquida di silicio colloidale o allumina) e perossido di idrogeno (un forte agente ossidante) in una stazione di miscelazione impasto liquido a concentrazione e rapporto fissi. La miscela di liquame miscelata viene pompata nel serbatoio giornaliero per lo stoccaggio o in più lucidatrici come parte di un'unità di erogazione chimica «CDU».

Poiché il perossido di idrogeno si degrada nel tempo, è necessario monitorare costantemente la sua concentrazione online per garantire che il processo CMP sia efficiente e ripetibile. In questo modo, la perdita di prodotto è limitata controllando che l'impasto liquido CMP sia sempre conforme alle specifiche e regolando la miscela se necessario.

Nel 2019, la Semiconductor Industry Association (SIA) ha affermato che le vendite mondiali di semiconduttori sono aumentate negli ultimi due anni, con un tasso di crescita annuale del 6,81% all'anno.

I lingotti di puro silicio, da cui vengono tagliati i wafer, sono incredibilmente costosi da creare. Pertanto, gli sprechi non necessari devono essere ridotti al minimo durante le successive fasi di lavorazione.

Nella lucidatrice CMP, la miscela di impasto liquido viene a contatto diretto con un singolo wafer di silicio, ossidando la superficie di silicio duro a uno strato più morbido di ossido di silicio e aumentando il efficienza di lucidatura. Questo viene mantenuto in un preciso equilibrio con il tampone di lucidatura meccanico per ottenere velocità di lucidatura ottimali per una maggiore resa dei wafer.

Il perossido di idrogeno è l'ossidante chimico più utilizzato per il processo CMP e viene aggiunto alla maggior parte degli impasti semiconduttori CMP. Tuttavia, a causa delle sue proprietà di degradazione nel tempo, le concentrazioni di perossido di idrogeno devono essere misurate continuamente e durante il circuito di distribuzione globale del liquame per garantire in spec purezza della sospensione prima dell'uso. Ciò richiede un'analisi online rapida con tempi di risposta rapidi come parte del rifornimento di sostanze chimiche e del controllo del processo.

• Rese di wafer migliorate con composizioni di fanghi CMP qualificate
• Aumento della produttività del prodotto con meno difetti del wafer
• Maggiore integrità e purezza della miscelazione nella stazione di miscelazione
• Controllo migliorato delle velocità di reazione chimica e delle velocità di lucidatura del processo di lucidatura CMP

Altre applicazioni sono disponibili per l'industria dei semiconduttori come: rame, acido solforico e cloruro in bagni di rame acido, acidità in agenti di attacco acido misti, acido fluoridrico, idrossido di ammonio e acido cloridrico in bagni puliti standard.