CMP過濾效率研究

一、 概述

CMP研磨液在半導體行業具有重要的作用。他們是高密度集成電路生產中的重要一步。CMP研磨液的生產和穩定性是非常復雜和難以預測的，因此，他們必須在生產過程中進行監測，甚至在后成品也需要進行檢測。一些研磨液會表現出*的行為，這是因為顆粒聚集導致顆粒表面的剪切應力和機械應力變化導致的。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濟損失。AccuSizer 780系列儀器已經在CMP研磨液的整個生產及使用過中扮演重要的角色，并且它將持續扮演這一角色。從原材料供應商、CMP研磨液的廠家，研磨液分配供應商，篩選供應商，和芯片，PSS和AccuSizer 780已為客戶提供關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，過濾工序經常作為其生產過程的一部分。通常人們認為，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，經典光散射法是其中一種，但是有它自己的局限性。采用經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技術（SPOS），用光阻法進行計數。

三、 AccuSizer 單顆粒計數技術（SPOS）

AccuSizer 780既是一臺顆粒技術儀，同時它也是一臺運用單顆粒計數技術的高分辨率粒徑檢測儀。它是*個自動化的單顆粒技術儀，它可以提供高分辨率的真實的粒徑分布，而不是通過模擬計算得到任何假設的分布。儀器報告中的原始數據是顆粒個數及粒徑尺寸。使用簡單的統計計算，這個軟件可以把這些數據分為許多其他有用的加權分布（體積、面積、數量、體積等），提供可以追溯原始數據的統計信息。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，因此在幾個月內就能顯現。

四、結果

圖1 詳細的顯示了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，藍色的是CMP研磨液過濾前的的大粒子數據，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儀器還可以進行在線監測（POU），實時監測大于1μm的大顆粒。此外，POU系統用于確定需要更換過濾器時優化過濾器的維護計劃，并且節約成本。圖3顯示的是AccuSizer在線系統檢測漿料中大粒子的情況，過濾器的更換時間可以根據檢測結果來定。

圖3.AccuSier 在線系統檢測的大于1μm的大顆粒(#/mL)

五、結果

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