CMP過(guò)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(cè)的，因此，他們必須在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)，甚至在后成品也需要進(jìn)行檢測(cè)。一些研磨液會(huì)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(huì)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(gè)生產(chǎn)及使用過(guò)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(cè)信息約10年之久。

二、 引言

在CMP研磨液的使用過(guò)程中，過(guò)濾工序經(jīng)常作為其生產(chǎn)過(guò)程的一部分。通常人們認(rèn)為，通過(guò)使用過(guò)濾器，可以將CMP研磨液中形成的大顆粒過(guò)濾掉，防止其劃傷晶片。沒(méi)有一種方法來(lái)監(jiān)測(cè)和量化研磨液的尾端大粒子，因此過(guò)濾器公司不得不升級(jí)或改變過(guò)濾器，浪費(fèi)更多的時(shí)間和。目前有一些分析方法可用于檢測(cè)在過(guò)濾過(guò)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(cè)到過(guò)濾過(guò)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(duì)那些少量大大顆粒不具有靈敏性。另外一種檢測(cè)手段就是單顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)（SPOS），用光阻法進(jìn)行計(jì)數(shù)。

三、 AccuSizer 單顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)（SPOS）

AccuSizer 780既是一臺(tái)顆粒技術(shù)儀，同時(shí)它也是一臺(tái)運(yùn)用單顆粒計(jì)數(shù)技術(shù)的高分辨率粒徑檢測(cè)儀。它是*個(gè)自動(dòng)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(guò)模擬計(jì)算得到任何假設(shè)的分布。儀器報(bào)告中的原始數(shù)據(jù)是顆粒個(gè)數(shù)及粒徑尺寸。使用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，這個(gè)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(jì)信息。AccuSizer 對(duì)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(guò)濾器的使用壽命，因此在幾個(gè)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(duì)于CMP研磨液過(guò)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(guò)濾前的的大粒子數(shù)據(jù)，紅色顯示的是過(guò)濾后的。可以看出過(guò)濾的效率情況。圖2顯示的是通過(guò)AccuSizer 780儀器對(duì)于過(guò)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(guò)濾

圖2.選擇*的過(guò)濾方案

AccuSizer 780儀器還可以進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)（POU），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大于1μm的大顆粒。此外，POU系統(tǒng)用于確定需要更換過(guò)濾器時(shí)優(yōu)化過(guò)濾器的維護(hù)計(jì)劃，并且節(jié)約成本。圖3顯示的是AccuSizer在線系統(tǒng)檢測(cè)漿料中大粒子的情況，過(guò)濾器的更換時(shí)間可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果來(lái)定。

圖3.AccuSier 在線系統(tǒng)檢測(cè)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(cè)過(guò)濾效率及過(guò)濾器使用周期，并且能夠的監(jiān)測(cè)到漿料中存在的少量大顆粒。AccuSizer 對(duì)于實(shí)驗(yàn)室及在線監(jiān)測(cè)都非常可靠。