انتقل إلى المحتوى
مراقبة جودة معجون التلميع الكيميائي الميكانيكي لأشباه الموصلات من خلال مراقبة الكثافة واللزوجة
  • يمكن ضمان الأداء الأمثل للعملية من خلال المراقبة المستمرة لحالة المادة المعلقة. ويساعد ذلك على تلبية متطلبات النقاء ودقة المزج الأكثر صرامة للمواد المعلقة من الجيل التالي.

  • لا تزال المواد المعلقة الحديثة غير محددة بدقة وتتطلب ضبطًا دقيقًا لعمليات محددة، وهو ما أصبح ممكنًا بفضل بيانات أجهزة الاستشعار المتقدمة. وقد تحسنت اتساق عملية تصنيع الرقائق بشكل ملحوظ بفضل المعلومات الآنية والتشغيل الآلي.

  • يساهم التحسين المستمر للزوجة/الكثافة في تقليل تكلفة امتلاك عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي والمواد الاستهلاكية

  • تجنب المشاكل المتعلقة بإمكانيات الإنذار

مقدمة التطبيق

غالباً ما يرتبط التلميع الكيميائي الميكانيكي للأسطح بعملية التسوية الكيميائية الميكانيكية، وهي عملية إزالة مواد السطح عن طريق التفاعل الكيميائي. يُعدّ التلميع الكيميائي الميكانيكي عملية تصنيع قياسية في صناعة أشباه الموصلات لتصنيع الدوائر المتكاملة وأقراص الذاكرة.

 

نظرة عامة على عملية التسوية الكيميائية الميكانيكية في صناعة أشباه الموصلات | المصدر: Azom https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12527

 

يتم استخدام مادة معلقة تحتوي بشكل أساسي على ماء نقي، ومادة كيميائية، وجزيئات تلميع مختلفة بين وسادة التلميع والرقاقة.

لماذا تُعد عملية التحكم في الملاط ضرورية في عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP)؟

تعتمد صناعة أشباه الموصلات بشكل أساسي على الإنتاج بكميات كبيرة والحفاظ على رقابة صارمة على الجودة طوال مراحل الإنتاج. في عمليات الطباعة متعددة الأقنعة، تحدد مواد التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) نسيج السطح الذي تُرسب عليه الطبقات اللاحقة. تتطلب المكونات الإلكترونية ذات الأبعاد الأصغر عمليات تلميع كيميائي ميكانيكي أكثر تطورًا. هدف العميل هو الحصول على رقائق مسطحة وناعمة ومصقولة.

الآليات الكيميائية والفيزيائية للتلميع الكيميائي الميكانيكي العازل (CMP)، في كتاب: التطورات في التسوية الكيميائية الميكانيكية (CMP)، واي. مون، ديسمبر 2016 | DOI: 10.1016/B978-0-08-100165-3.00001-2
مخطط توضيحي لعملية التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) | المصدر: الآليات الكيميائية والفيزيائية للتلميع الكيميائي الميكانيكي العازل (CMP)، في كتاب: التطورات في التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP)، واي. مون، ديسمبر 2016 | DOI: 10.1016/B978-0-08-100165-3.00001-2

 

مع انخفاض الحد الأدنى لأحجام المكونات إلى أقل من 10 نانومتر، أصبحت مواصفات العيوب على مستوى الرقاقة أكثر صرامة. ونتيجة لذلك، أصبحت عمليات التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) أكثر تعقيدًا، كما أصبحت معايير جودة المعجون أكثر دقة. ورغم إمكانية التحكم الدقيق في المعجون عند نقطة التصنيع، إلا أن العمليات اللاحقة، كالنقل والمناولة والخلط والترشيح والتوزيع على الوسادة، قد تُغير خصائصه الكيميائية (مثل التأثير على المؤكسدات أو الإضافات). وقد يؤثر تغيير هذه المعايير على أداء العملية، ويساهم في ظهور عيوب على مستوى الرقاقة، مما يؤثر بدوره على إنتاجية الوحدة. ولمنع هذه الآثار غير المرغوب فيها، يجب مراقبة الخصائص الكيميائية للمعجون باستمرار عند نقطة الاستخدام.

أهمية لزوجة وكثافة معجون التلميع الكيميائي الميكانيكي في عمليات التلميع

توفر معلومات لزوجة وكثافة الملاط رؤى أساسية لتقييم تشتت الجسيمات في معلقات التلميع الكيميائي الميكانيكي بسبب العلاقة القائمة بين اللزوجة وحجم الجسيماتيوفر معلومات أساسية لمساعدة مصممي التركيبات على التكيف مع متطلباتهم الفردية.

تعتمد قوامة الملاط على كلٍ من المكونات الكيميائية والميكانيكية. يجب أن يتميز هذا الملاط بتوزيع ضيق ومتجانس لأحجام الجسيمات، وكثافة متجانسة للمواد الصلبة. يشير تغير الكثافة إلى عدم تجانس الملاط، مما يؤثر على عملية إزالة الشوائب أثناء التلميع. يمكن إزالة التكتلات والجسيمات الكبيرة بواسطة المرشحات في الخلاط، لكن تقلبات الكثافة أكثر خطورة. من الممكن أن تستوفي جسيمات الملاط المواصفات المطلوبة وتمر عبر المرشحات. عادةً ما يُشحن الملاط مركزًا، ثم يُخفف بالماء أو بيروكسيد الهيدروجين في المصنع. قد تكون كثافة الملاط في قاع الخزان أو البرميل أعلى بسبب عدم كفاية الخلط. في البداية، تعتمد جودة المواد الواردة إلى أداة التلميع الكيميائي الميكانيكي على ممارسات المصنع بالإضافة إلى الخلط والتخزين في الموقع. يضمن رصد كثافة الملاط وصول المزيج المناسب إلى أدوات المعالجة.

أصبح قياس الكثافة الطريقة الشائعة لمراقبة المواد الطينية الواردة. تشير الاختلافات في الكثافة إلى عدم تجانس المادة الطينية (أي، احتمال وجود تركيز أعلى من الجسيمات الكبيرة في أي وقت معين)، مما قد يؤثر على معدل الإزالة ويؤدي إلى عيوب.

  • الكثافة – مؤشر لمكونات الملاط وخصائص المزيج، ومؤشر فعال لرصد المزيج والتحكم فيه
  • اللزوجة – مؤشر على تماسك المزيج

قيود المعايير الأخرى:

  • يتم تنظيم درجة الحموضة في المعلقات كيميائياً، ولا يحدث تغير ملحوظ مع تغيرات نسبة الخلط.
  • جهد الأكسدة والاختزال (ORP) - لا يتغير بتغير نسبة الخلط في معظم خلطات معجون التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP).
  • الموصلية أو إجمالي المواد الصلبة الذائبة - عادةً ما تكون حساسة لنسبة الخلط، ولكن لا يمكن استخدامها غالبًا كمعيار تحكم مستقل، وتختلف قيم الموصلية في دفعات مختلفة من نفس المادة المعلقة، وقد تختلف أيضًا مع مرور الوقت لنفس دفعة المادة المعلقة خلال فترة التخزين الموصى بها.

Rheonicsحلول لمراقبة الجودة وضمانها لمعجون التلميع الكيميائي الميكانيكي لأشباه الموصلات

يُعد قياس اللزوجة والتحكم الآلي في خط الإنتاج أمرًا بالغ الأهمية للتحكم في اللزوجة أثناء عملية التصنيع وضمان توافق الخصائص الحرجة تمامًا مع المتطلبات عبر دفعات متعددة، دون الحاجة إلى الاعتماد على طرق القياس غير المتصلة بالإنترنت وتقنيات أخذ العينات. Rheonics تقدم الحلول التالية للتحكم في العمليات وتحسينها،

أجهزة قياس اللزوجة والكثافة

  1. في النسق لزوجة قياسات: Rheonics' SRV هو جهاز قياس لزوجة واسع النطاق ومدمج في خط الإنتاج، قادر على اكتشاف تغيرات اللزوجة داخل أي تيار عملية في الوقت الفعلي.
  2. في النسق اللزوجة والكثافة قياسات: Rheonics' SRD هو جهاز قياس متزامن للكثافة واللزوجة. إذا كان قياس الكثافة مهمًا لعملياتك، فإن جهاز SRD هو أفضل مستشعر يلبي احتياجاتك، إذ يتمتع بقدرات تشغيلية مماثلة لجهاز SRV بالإضافة إلى دقة قياسات الكثافة.

متكامل وجاهز للتنفيذ جودة إدارة

Rheonics يقدم حلاً متكاملاً جاهزاً للاستخدام لإدارة الجودة يتكون من:

  1. في النسق لزوجة قياسات: RheonicsSRV – جهاز قياس لزوجة واسع النطاق ومدمج لقياس درجة حرارة السائل
  2. Rheonics مراقبة عملية: متقدم وحدة تحكم التتبع التنبؤية لمراقبة والتحكم في تغيرات ظروف العملية في الوقت الفعلي
  3. Rheonics ريوبولس مع أوتوماتيكي dالجرذنظام مستقل من المستوى الرابع يضمن عدم التنازل عن حدود اللزوجة المحددة، ويقوم تلقائيًا بتفعيل صمامات أو مضخات جانبية لضبط جرعات مكونات الخليط بشكل تكيفي.

يقع مستشعر SRV في خط الإنتاج، لذا فهو يقيس اللزوجة (والكثافة في حالة SRD) باستمرار. يمكن ضبط التنبيهات لإخطار المشغل بالإجراء اللازم، أو يمكن أتمتة عملية الإدارة بالكامل. RPTC (Rheonics وحدة التحكم في التتبع التنبؤييؤدي استخدام صمام إعادة تدوير الغاز في خط إنتاج التصنيع إلى تحسين الإنتاجية وهوامش الربح وتحقيق الامتثال التنظيمي. Rheonics تتميز هذه الحساسات بحجمها الصغير الذي يسهل تركيبها من قِبل الشركات المصنعة الأصلية أو عند تحديث الأنظمة القائمة. وهي لا تتطلب أي صيانة أو إعادة تهيئة. توفر هذه الحساسات نتائج دقيقة وقابلة للتكرار بغض النظر عن طريقة أو مكان تركيبها، دون الحاجة إلى حجرات خاصة أو أختام مطاطية أو حماية ميكانيكية. وبفضل عدم استخدامها لأي مواد استهلاكية وعدم حاجتها إلى إعادة معايرة، فإن حساسات SRV وSRD سهلة التشغيل للغاية، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التشغيل على المدى الطويل بشكل كبير.

بمجرد تهيئة بيئة العملية، لا يتطلب الأمر عادةً سوى القليل من الجهد للحفاظ على سلامة الأنظمة وتناسقها - إذ يمكن للمشغلين الاعتماد على التحكم الدقيق مع Rheonics حلول إدارة جودة الإنتاج.

تصميم وتقنية استشعار فائقة

تُعدّ الإلكترونيات المتطورة الحاصلة على براءة اختراع بمثابة عقل هذه المستشعرات. يتوفر كل من SRV وSRD بوصلات عملية قياسية في الصناعة مثل ¾ بوصة NPT وDIN 11851 والشفة. Tri-clamp يسمح للمشغلين باستبدال مستشعر درجة الحرارة الحالي في خط المعالجة الخاص بهم بـ SRV/SRD مما يوفر معلومات قيمة وقابلة للتنفيذ للغاية عن سائل المعالجة مثل اللزوجة بالإضافة إلى قياس دقيق لدرجة الحرارة باستخدام Pt1000 المدمج (DIN EN 60751 الفئة AA، A، B متوفرة).

أجهزة إلكترونية مصممة لتناسب احتياجاتك

تتوفر إلكترونيات المستشعر في كل من غلاف جهاز الإرسال وحامل سكة DIN صغير الحجم، مما يتيح سهولة دمجها في خطوط الإنتاج وداخل خزائن معدات الآلات.

استكشف خيارات الإلكترونيات والاتصالات

من السهل دمج

إن استخدام طرق اتصال تناظرية ورقمية متعددة في إلكترونيات المستشعرات يجعل الاتصال بأنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية وأنظمة التحكم أمرًا بسيطًا وسهلاً.

خيارات الاتصال التناظري والرقمي

خيارات الاتصال الرقمي الاختيارية

الامتثال لمعايير ATEX و IECEx

Rheonics تُقدّم الشركة أجهزة استشعار آمنة بطبيعتها، حاصلة على شهادات ATEX وIECEx، للاستخدام في البيئات الخطرة. وتتوافق هذه الأجهزة مع متطلبات الصحة والسلامة الأساسية المتعلقة بتصميم وبناء المعدات وأنظمة الحماية المُخصصة للاستخدام في الأجواء القابلة للانفجار.

الشهادات التي تحملها جهاتٌ تتمتع بالأمان الجوهري ومقاومة الانفجار Rheonics كما يتيح ذلك تخصيص المستشعرات الموجودة، مما يوفر على عملائنا الوقت والتكاليف المرتبطة بتحديد واختبار بديل. ويمكن توفير مستشعرات مخصصة للتطبيقات التي تتطلب وحدة واحدة أو آلاف الوحدات، مع فترات تسليم تتراوح بين أسابيع وأشهر.

Rheonics SRV & SRD كلاهما حاصل على شهادة ATEX و IECEx.

معتمد من ATEX (2014/34/EU)

Rheonicsتتوافق أجهزة الاستشعار الآمنة جوهريًا والحاصلة على شهادة ATEX مع توجيه ATEX 2014/34/EU، وهي معتمدة للسلامة الجوهرية وفقًا لمعيار Ex ia. يحدد توجيه ATEX الحد الأدنى من المتطلبات الأساسية المتعلقة بالصحة والسلامة لحماية العمال العاملين في الأجواء الخطرة.

Rheonicsتُعتبر أجهزة الاستشعار الحاصلة على شهادة ATEX معترفًا بها للاستخدام في أوروبا وعلى الصعيد الدولي. جميع الأجزاء الحاصلة على شهادة ATEX تحمل علامة "CE" للدلالة على المطابقة.

مقياس لزوجة وكثافة معتمد من ATEX - مقاوم للانفجار وآمن جوهرياً rheonics اللزوجة والكثافة

معتمد من IECEx

Rheonicsيتم اعتماد أجهزة الاستشعار الآمنة جوهريًا من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IECEx) للحصول على شهادات وفقًا للمعايير المتعلقة بالمعدات المستخدمة في الأجواء المتفجرة.

هذه شهادة دولية تضمن الامتثال لمعايير السلامة للاستخدام في المناطق الخطرة. Rheonics أجهزة الاستشعار معتمدة من حيث السلامة الجوهرية وفقًا لمعيار Ex i.

مقياس لزوجة وكثافة معتمد من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEEC) وهيئة المواصفات والمقاييس الدولية (IECEX) - مقاوم للانفجار وآمن جوهرياً rheonics اللزوجة والكثافة

تطبيق

قم بتثبيت المستشعر مباشرةً في مسار العملية لإجراء قياسات فورية للزوجة والكثافة. لا حاجة لخط جانبي: يمكن غمر المستشعر مباشرةً في المسار؛ ولا يؤثر معدل التدفق أو الاهتزازات على استقرار القياس ودقته. حسّن أداء الخلط من خلال إجراء اختبارات متكررة ومتتالية ومتسقة على السائل.

مواقع مراقبة الجودة المباشرة

  • في الخزانات
  • في الأنابيب الموصلة بين حاويات المعالجة المختلفة

الأجهزة/المستشعرات

SRV مقياس اللزوجة أو SRD لزيادة الكثافة

Rheonics اختيار الصك

Rheonics تصمم وتصنع وتسوق أنظمة استشعار ومراقبة السوائل المبتكرة. مصنعة بدقة في سويسرا. Rheonicsتتميز مقاييس اللزوجة ومقاييس الكثافة المدمجة بالحساسية المطلوبة للتطبيق والموثوقية اللازمة للعمل في بيئات قاسية. نتائج ثابتة حتى في ظل ظروف التدفق المعاكسة، دون أي تأثير لانخفاض الضغط أو معدل التدفق. وهي مناسبة تمامًا لقياسات مراقبة الجودة في المختبر، دون الحاجة إلى تغيير أي مكون أو معيار للقياس عبر النطاق الكامل.

المنتج (المنتجات) المقترحة للتطبيق

SRV

مقياس لزوجة واسع النطاق مدمج في عملية التصنيع

  • نطاق لزوجة واسع – مراقبة العملية بأكملها
  • قياسات قابلة للتكرار في كل من السوائل النيوتونية وغير النيوتونية، والسوائل أحادية الطور ومتعددة الأطوار.
  • جميع الأجزاء الملامسة للسائل مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ومحكمة الإغلاق.
  • قياس درجة حرارة السائل المدمج
  • تصميم صغير الحجم لسهولة التركيب في خطوط الإنتاج الحالية
  • سهل التنظيف، لا يحتاج إلى صيانة أو إعادة تهيئة
مقياس الكثافة SRD بخيط NPT مقاس 3/4 بوصة
SRD

مقياس كثافة ولزوجة واسع النطاق مدمج في خط الإنتاج

  • جهاز واحد لقياس كثافة العمليات ولزوجتها ودرجة حرارتها
  • قياسات قابلة للتكرار في كل من السوائل النيوتونية وغير النيوتونية، والسوائل أحادية الطور ومتعددة الأطوار.
  • هيكل معدني بالكامل (فولاذ مقاوم للصدأ 316L)
  • قياس درجة حرارة السائل المدمج
  • تصميم صغير الحجم لسهولة التركيب في الأنابيب الموجودة
  • سهل التنظيف، لا يحتاج إلى صيانة أو إعادة تهيئة
البحث

Rheonics في معرض إكسبوكوبري 2026

انضم إلى أكثر من Rheonics في معرض إكسبوكوبري 2026 في ليما، اكتشف كيف تُحسّن تقنيات الاستشعار الدقيقة كفاءة التعدين. شاهد تقنيتنا وهي تعمل، بدءًا من كثافة الطين وحتى مراقبة المواد الكيميائية.