CMP過濾效率研究

一、 概述

CMP研磨液在半導(dǎo)體行業(yè)具有重要的作用。他們是高密度集成電路生產(chǎn)中的重要一步。CMP研磨液的生產(chǎn)和穩(wěn)定性是非常復(fù)雜和難以預(yù)測的，因此，他們必須在生產(chǎn)過程中進(jìn)行監(jiān)測，甚至在后成品也需要進(jìn)行檢測。一些研磨液會表現(xiàn)出*的行為，這是因?yàn)轭w粒聚集導(dǎo)致顆粒表面的剪切應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力變化導(dǎo)致的。這些低水平的凝聚往往會劃傷晶片，給終用戶造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。AccuSizer 780系列儀器已經(jīng)在CMP研磨液的整個生產(chǎn)及使用過中扮演重要的角色，并且它將持續(xù)扮演這一角色。從原材料供應(yīng)商、CMP研磨液的廠家，研磨液分配供應(yīng)商，篩選供應(yīng)商，和芯片，PSS和AccuSizer 780已為客戶提供關(guān)于研磨液的好壞檢測信息約10年之久。

二、 引言

在CMP研磨液的使用過程中，過濾工序經(jīng)常作為其生產(chǎn)過程的一部分。通常人們認(rèn)為，通過使用過濾器，可以將CMP研磨液中形成的大顆粒過濾掉，防止其劃傷晶片。沒有一種方法來監(jiān)測和量化研磨液的尾端大粒子，因此過濾器公司不得不升級或改變過濾器，浪費(fèi)更多的時間和。目前有一些分析方法可用于檢測在過濾過程中形成的大顆粒，經(jīng)典光散射法是其中一種，但是有它自己的局限性。采用經(jīng)典的光散射粒度儀是不可能檢測到過濾過程中是否形成能夠劃傷晶片的大顆粒的。經(jīng)典光散射僅僅提供平均粒徑信息，它對那些少量大大顆粒不具有靈敏性。另外一種檢測手段就是單顆粒計數(shù)技術(shù)（SPOS），用光阻法進(jìn)行計數(shù)。

三、 AccuSizer 單顆粒計數(shù)技術(shù)（SPOS）

AccuSizer 780既是一臺顆粒技術(shù)儀，同時它也是一臺運(yùn)用單顆粒計數(shù)技術(shù)的高分辨率粒徑檢測儀。它是*個自動化的單顆粒技術(shù)儀，它可以提供高分辨率的真實(shí)的粒徑分布，而不是通過模擬計算得到任何假設(shè)的分布。儀器報告中的原始數(shù)據(jù)是顆粒個數(shù)及粒徑尺寸。使用簡單的統(tǒng)計計算，這個軟件可以把這些數(shù)據(jù)分為許多其他有用的加權(quán)分布（體積、面積、數(shù)量、體積等），提供可以追溯原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息。AccuSizer 對于大于1μm的尾端大粒子具有很高的靈敏度，是光散射的600倍。AccuSizer 780儀器的使用，在很多案例中都增加了過濾器的使用壽命，因此在幾個月內(nèi)就能顯現(xiàn)。

四、結(jié)果

圖1 詳細(xì)的顯示了AccuSizer 780儀器對于CMP研磨液過濾前后的大粒子變化情況。其中圖中，藍(lán)色的是CMP研磨液過濾前的的大粒子數(shù)據(jù)，紅色顯示的是過濾后的。可以看出過濾的效率情況。圖2顯示的是通過AccuSizer 780儀器對于過濾器的優(yōu)化選擇，以除去CMP研磨液中1μm的尾端大粒子。

圖1.過濾

圖2.選擇*的過濾方案

AccuSizer 780儀器還可以進(jìn)行在線監(jiān)測（POU），實(shí)時監(jiān)測大于1μm的大顆粒。此外，POU系統(tǒng)用于確定需要更換過濾器時優(yōu)化過濾器的維護(hù)計劃，并且節(jié)約成本。圖3顯示的是AccuSizer在線系統(tǒng)檢測漿料中大粒子的情況，過濾器的更換時間可以根據(jù)檢測結(jié)果來定。

圖3.AccuSier 在線系統(tǒng)檢測的大于1μm的大顆粒(#/mL)

五、結(jié)果

AccuSizer 780系列儀器可以有效的監(jiān)測過濾效率及過濾器使用周期，并且能夠的監(jiān)測到漿料中存在的少量大顆粒。AccuSizer 對于實(shí)驗(yàn)室及在線監(jiān)測都非常可靠。