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二氧化鈰 CMP 漿料監(jiān)測

上海奧法美嘉生物科技有限公司 2023-06-29 | 閱讀：509

化學(xué)機械拋光/平坦化 (CMP) 是微電子行業(yè)廣泛使用的一種工藝,，通過化學(xué)力和機械力來進行平坦化處理,。該工藝使用磨料和腐蝕性漿料來幫助平坦化晶圓表面,。漿料的粒度分布是控制平坦化工藝成功的關(guān)鍵參數(shù),。氧化鈰 (ceria) 的漿料廣泛地應(yīng)用于集成電路 (IC) 制造的各種 CMP工藝中,，本應(yīng)用說明記錄了 AccuSizer? Mini FX 準確測量二氧化鈰 CMP 漿料的平均粒徑和濃度，并檢查是否存在尾端大粒子的實際案例,。

1.簡介

CMP 工藝和 CMP 漿料廣泛用于微電路制造過程中的拋光流程,，CMP 漿料的性能對于提高設(shè)備產(chǎn)量至關(guān)重要，需要定期測量漿料的粒度分布 (PSD),。除測量平均粒徑之外,，還應(yīng)對尾端大顆粒的存在（即遠離主峰的較大顆粒的濃度）進行測量,。這些尾端可能來自工藝過程中的污染物，由于化學(xué)變化,、CMP 輸送系統(tǒng)或施加的剪切力而導(dǎo)致的聚集,。晶圓中缺陷與劃痕的數(shù)目與尾端大顆粒計數(shù) (LPC) >0.5-1 μm 有關(guān)，理想的表征系統(tǒng)應(yīng)提供準確的 LPC 值,。

2.顆粒粒徑/計數(shù)技術(shù)

有許多顆粒表征技術(shù)可用于測量 CMP 漿料中顆粒的粒徑分布,。包括動態(tài)光散射 (DLS) 和激光衍射在內(nèi)的光散射技術(shù)可以測量粒徑大小和粒徑分布，但不能提供任何有用的濃度信息,。單顆粒光學(xué)技術(shù) (SPOS) 在顆粒通過狹窄的測量室時一次測量一個顆粒,，從而提供準確的粒徑和濃度（顆粒/mL）結(jié)果。SPOS 本質(zhì)上是一種高分辨率的技術(shù),，能夠檢測從偏離主峰的尾端大粒子分布,。它常用來檢測尾端大粒子濃度和數(shù)量，而 LPC 是 CMP 漿料造成晶圓缺陷和劃痕的主要原因,。

AccuSizer ? Mini可以在實驗室中使用,，也可以在線點對點使用。

3.ACCUSIZER MINI

AccuSizer 多年來一直被 CMP 漿料制造商和最終用戶用來檢測尾端大顆粒是否存在,，根據(jù)漿料的不同,，可以選擇直接進行測量,，也可以通過自動稀釋來優(yōu)化分析條件,。

上圖所示的 AccuSizer Mini FX 系統(tǒng)設(shè)計用于檢測較小尾端大顆粒和高濃度樣品。FX 傳感器使用聚焦光束來減少檢測的總體積,，從而提高傳感器的濃度限制,，通常無需稀釋即可進行測量。FX 傳感器可測量 0.65–20 μm 的顆粒,，其濃度比標準消光/遮光或散射傳感器高 200 倍,。結(jié)果最多可以顯示在 512 個大小的通道中。

AccuSizer Mini系統(tǒng)是完全自動化的,，專為滿足生產(chǎn)線的要求而設(shè)計,。內(nèi)置的觸摸屏電腦控制著操作。用戶連接化學(xué)機械拋光液的旁路,、過濾后的去離子水(如有必要,，用于清洗和稀釋)、50兆帕的空氣管路以控制氣動,，以及排泄管路,。

4.使用的樣品

本研究使用了兩個二氧化鈰樣品；二氧化鈰 A 具有較小的尾端大顆粒,，二氧化鈰B具有較大的尾端大顆粒,。

5.結(jié)果

對二氧化鈰 A 進行了四次分析,，以確定基礎(chǔ)樣品中顆粒的尺寸分布和濃度。四次分析的結(jié)果如圖 1 所示（濃度為線性標度）和圖 2（濃度為對數(shù)標度）,。