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CMP Slurry均一性一體化解決方案
上海奧法美嘉生物科技有限公司 2023/02/23 | 閱讀:768
產(chǎn)品配置單: 方案詳情:
CMP Slurry均一性的一體化解決方案 均一性與穩(wěn)定性控制 化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,,CMP)技術(shù)被譽(yù)為是當(dāng)今時(shí)代能實(shí)現(xiàn)集成電路(IC)制造中晶圓表面平坦化的重要技術(shù),CMP的效果直接影響到晶圓,、芯片最終的質(zhì)量和良率1,。CMP是通過(guò)表面化學(xué)作用和機(jī)械研磨相結(jié)合的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓表面平坦化。CMP過(guò)程中將Slurry(拋光液,,也稱拋光液)滴在晶圓表明,,用拋光墊以一定的速度進(jìn)行拋光,使得晶圓表面平坦化,。 在CMP工藝中,,對(duì)于Slurry而言,影響其拋光效率的因素有:Slurry的化學(xué)成分,、濃度,;磨粒的種類、大小,、形狀和濃度,;Slurry的黏度、pH值,、流速,、流動(dòng)途徑等,。 Slurry的磨料粒子通常為納米或亞微米級(jí)別,,粒徑越小,,表面積越大,,表面能越大(或表面張力越大),越易團(tuán)聚,,而團(tuán)聚而成的大顆粒會(huì)在晶圓表面產(chǎn)生劃痕缺陷,,直接影響產(chǎn)品良率。拋光液平均粒徑越小,,則對(duì)穩(wěn)定性的控制挑戰(zhàn)越大。
CMP流程概述
圖1 CMP slurry離線及在線解決方案圖示 拋光液磨料粒度控制 磨料的粒徑大小,、硬度、粒徑分布均一性等因素對(duì)拋光研磨去除率起著重要作用,。在對(duì)拋光液的磨料粒徑進(jìn)行考察時(shí),,主要評(píng)估其平均粒徑大小,大顆粒,、小顆粒濃度等指標(biāo),。 HM&M珠磨機(jī)
l 實(shí)驗(yàn)室研究工作用的珠磨機(jī),,50cc,、100cc和150cc三種容量可供選擇,。(Apex Labo實(shí)驗(yàn)型) l 無(wú)篩網(wǎng)設(shè)計(jì),沒(méi)有物料堵塞風(fēng)險(xiǎn),,運(yùn)行平穩(wěn),,無(wú)累積壓力,無(wú)壓力損失,。 l 可處理高粘度漿料 l 可使用最小15um,,最大0.5mm研磨珠,一臺(tái)設(shè)備滿足大多數(shù)物料研磨和分散需求,。 平均粒徑檢測(cè) CMP Slurry平均粒徑的大小決定了整體拋光液的水平,,用于確認(rèn)是用于“粗拋”或“精拋”工序。在一定范圍內(nèi),,同類拋光液,,在質(zhì)量濃度相同的情況下,磨料的粒徑越大,,機(jī)械去除性能越好,,但是由于磨料粒徑的增加則同樣質(zhì)量下磨料顆粒的數(shù)量降低,拋光研磨效果只在一定范圍內(nèi)隨粒徑增加呈增長(zhǎng)趨勢(shì)2,。一般而言,,拋光液平均粒徑大,則用于“粗拋”工序,,平均粒徑小,,則用于“精拋”工序。
Nicomp納米激光粒度儀系列 Nicomp系列納米激光粒度儀采用動(dòng)態(tài)光散射原理檢測(cè)分析樣品的粒度分布,,基于多普勒電泳光散射原理檢測(cè)ZETA電位,。
l 粒徑檢測(cè)范圍0.3nm-10μm,ZETA電位檢測(cè)范圍為+/-500mV l 搭載Nicomp多峰算法,,可以實(shí)時(shí)切換成多峰分布觀察各部分的粒徑,。 l 高分辨率的納米檢測(cè),Nicomp納米激光粒度儀對(duì)于小于10nm的粒子仍然現(xiàn)實(shí)較好的分辨率和準(zhǔn)確度,。
小粒子和尾端大粒子濃度檢測(cè) 目前,,CMP用Slurry的磨料粒徑為納米級(jí)別或亞微米級(jí)別。隨著芯片制程工藝的不斷更新,,線寬不斷降低,,CMP用Slurry的平均粒徑也隨之降低,而粒徑降低,,表面能增大,,更易團(tuán)聚形成大顆粒,拋光液磨料中“大顆粒”濃度較高時(shí),,這些過(guò)大的顆粒易在CMP過(guò)程對(duì)晶圓表面造成劃痕,,從而降低良率。而當(dāng)拋光液中過(guò)小的顆粒濃度過(guò)高時(shí),,這部分顆粒的存在雖不會(huì)造成晶圓表面劃痕,,但過(guò)小的顆粒研磨效率較低,且易于殘留在晶圓表面,,影響晶圓表面潔凈度,。 AccuSizer顆粒計(jì)數(shù)器系列 AccuSizer系列在檢測(cè)液體中顆粒數(shù)量的同時(shí)精確檢測(cè)顆粒的粒度及粒度分布,通過(guò)搭配不同傳感器,、進(jìn)樣器,,適配不同的樣本的測(cè)試需求,能快速而準(zhǔn)確地測(cè)量顆粒粒徑以及顆粒數(shù)量/濃度,。
l 檢測(cè)范圍為0.5μm-400μm(可將下限拓展至0.15μm)。 l 0.01μm的超高分辨率,,AccuSizer系列具有1024個(gè)數(shù)據(jù)通道,,能反映復(fù)雜樣品的細(xì)微差異,為研發(fā)及品控保駕護(hù)航,。 l 靈敏度高達(dá)10PPT級(jí)別,,即使只有微量的顆粒通過(guò)傳感器,也可以精準(zhǔn)檢測(cè)出來(lái),。 穩(wěn)定性分析檢測(cè) 由于拋光液的均一性及穩(wěn)定性程度對(duì)拋光效果有很大影響,,因而,最終配制成的拋光液須分散均勻,,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能產(chǎn)生沉淀,、團(tuán)聚,以及分層等問(wèn)題3,。當(dāng)前拋光液的穩(wěn)定性可以通過(guò)平均粒徑大小,、粒徑分布寬窄、尾端大顆粒濃度,、Zeta電位絕對(duì)值等觀察,,長(zhǎng)效穩(wěn)定性可通過(guò)離心加速進(jìn)行評(píng)估。 LUM穩(wěn)定性分析儀 LumiFuge穩(wěn)定性分析儀可以直接測(cè)量整個(gè)樣品的分散體的穩(wěn)定性,,檢測(cè)和區(qū)分各種不穩(wěn)定現(xiàn)象,,如上浮、絮凝,、聚集,、聚結(jié)、沉降等,,通過(guò)測(cè)量結(jié)果可用來(lái)開發(fā)新的配方和優(yōu)化現(xiàn)有的配方及工藝,。 l 快速,、直接測(cè)試穩(wěn)定性,無(wú)需稀釋,,溫度范圍寬廣 l 可同時(shí)測(cè)8個(gè)樣品,,測(cè)量及辨別不同的不穩(wěn)定現(xiàn)象及不穩(wěn)定性指數(shù) l 加速離心,最高等效2300倍重力加速度 過(guò)濾 過(guò)濾是在CMP Slurry制備及使用過(guò)程中都非常重要的一道工序,,用于除去CMP Slurry中的雜質(zhì)和尾端大顆粒,。在實(shí)際應(yīng)用中,過(guò)濾涉及的工況復(fù)雜多樣,,有在Facility階段高濃度高流速,、低濃度高流速的狀態(tài),也有在Point of Use階段的低濃度低流速階段,,Entegris具有多年服務(wù)于半導(dǎo)體CMP工藝經(jīng)驗(yàn),,提供不同狀態(tài)的過(guò)濾方案。 Entegris濾芯
濃度計(jì)監(jiān)控 在工業(yè)生產(chǎn)線中,,Slurry是循環(huán)使用的,如果濃度過(guò)高或者過(guò)低均會(huì)影響最后拋光效果,?;衔餄舛鹊母叩椭苯佑绊懟瘜W(xué)效應(yīng),研磨顆粒濃度高低則影響研磨效率及良率,。因此,,在線的CMP工藝還需對(duì)Slurry中的化合物濃度和研磨顆粒濃度進(jìn)行監(jiān)控,濃度過(guò)低時(shí)及時(shí)添加對(duì)應(yīng)組分,,濃度過(guò)高時(shí)及時(shí)稀釋,,這對(duì)濃度計(jì)的檢測(cè)速度和準(zhǔn)確度有一定要求,能夠真實(shí)且快速地反映當(dāng)前Slurry各組分的濃度計(jì)能有效把控CMP工藝的拋光效果,。 Entegris濃度計(jì) Entegris旗下有兩類濃度計(jì)用于CMP Slurry應(yīng)用,,一類是基于折射率變化原理的InVue濃度計(jì),可用于實(shí)時(shí)檢測(cè)H2O2, Slurries, KOH濃度變化,。另一類是基于滴定,,氧化還原,離子吸附原理的SemiChem濃度計(jì),,可用于H2O2, H2SO4, HF 濃度監(jiān)測(cè),。
[1] 燕禾,吳春蕾,唐旭福,段先健,王躍林.化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].材料研究與應(yīng)用,2021,15(04):432-440. [2] 張竹青. SiC單晶片固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光液設(shè)計(jì)[D].河南工業(yè)大學(xué),2014. [3] 王方. 藍(lán)寶石化學(xué)機(jī)械拋光液用硅溶膠制備工藝研究[D].貴州大學(xué),2016. 下載本篇解決方案:
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