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化學研磨 (CMP)

化學研磨 (CMP)

化學拋光研磨 (CMP) 是一種強大的製造技術,利用化學氧化和機械磨損來去除材料並實現非常高水平的平面度。

化學機械平坦化已廣泛應用於選擇性去除半導體製造中的形貌平坦化和裝置結構形成的材料。選擇性材料去除是透過使用含有獨特化學配方和大量磨料顆粒的漿料的化學反應和機械磨蝕來實現的。拋光過程中會產生化學反應產物和機械磨損碎片。漿料顆粒和拋光副產物被壓入晶圓表面。在晶圓從拋光機轉移到清潔機的過程中,污染物會黏附在晶圓表面。 CMP 後清洗需要去除具有不同表面、化學和機械特性、各種幾何特徵的晶圓上的顆粒、有機殘留物和金屬污染物,而不會產生划痕、水痕、表面粗糙度、腐蝕和介電常數變化。

HORIBA可以為CMP製程提供以下分析:

  • 化學濃度測量
  • 酸鹼度測量
  • CMP 漿料表徵
  • Zeta 電位測量
  • 薄膜厚度測量
  • 溝槽輪廓測量
  • 粒徑和計數測量

Chemical Mechanical Polishing (CMP) Applications

化學機械拋光(或平坦化)是去除矽片表面不規則現象最常用的技術。典型的 CMP 漿料由分散在酸性或鹼性溶液中的奈米磨料組成。在機械磨損過程中,化學反應會軟化材料。磨料顆粒的尺寸分佈直接影響關鍵指標,包括去除率和晶圓缺陷。因此,粒度分析是 CMP 漿料性能的關鍵指標。

CMP 磨料顆粒的典型尺寸範圍為 50-250 奈米,多種顆粒尺寸技術能夠在此範圍內以不同的準確度和精密度進行測量。 CMP 漿料中典型的超大骨材為 1-10 微米,出現在 ppm 範圍內。顆粒表徵的挑戰來自於精確確定奈米級顆粒的尺寸,同時也要辨識相對較少的微米級聚集體。

商用積體電路的製造關鍵取決於用於透過化學機械平坦化(CMP)將矽晶片表面拋光至接近原子平坦度的磨料漿料顆粒的物理和化學性質。磨料顆粒的粒徑分佈 (PSD) 是 CMP 製程的關鍵因素,因為它與拋光效率和拋光過程中晶圓上缺陷的產生有關。在本演示中,描述了單分子光譜技術、螢光相關光譜 (FCS) 在該應用中的實用性。 FCS 在 PSD 分析方法中脫穎而出,因為它對流體動力學直徑在 10 nm 以下的顆粒具有敏感性。隨著積體電路的特徵尺寸根據摩爾定律穩步減小,對 CMP 漿料中較小尺寸磨料顆粒進行表徵已成為一項要求。 FCS 與補充技術(使用 Viewsizer 3000 多雷射奈米粒子追蹤分析 (m NTA) 進行粒子追蹤)的結合使用被描述為應對這一挑戰的一種方法。

View on-demand webinar here


透過雷射衍射測定粒徑

雷射衍射是最常用的 CMP 漿料尺寸測定技術,因為它可以快速、準確地測量奈米級和微米級顆粒。 LA-960V2 粒度分析儀可以精確測量 10 奈米到 5,000 微米的顆粒,使該系統成為 CMP 應用的明顯選擇。我們最近的研究量化了 LA-960V2 在 31 奈米主要粒子存在的情況下發現少量超大顆粒的能力,證明了這一點。

Webinar: Zeta Potential of CMP Slurries

In this webinar we will first review and discuss the importance of the iso-electric point of metal-oxide polishing agents and the role of slurry pH and then we will examine the effect of slurry fluid chemistry using ZP measurements to characterize the chemically-modulated development of surface charge of such polishing agents during aqueous polishing.

Particle Size by Dynamic Light Scattering

SZ-100V2 奈米顆粒分析儀系統採用動態光散射,與雷射衍射相比具有一個優勢:能夠在極低的樣品負載(顆粒濃度)下測量亞 100 奈米顆粒。在驗證是否存在任何破壞性大顆粒後,CMP 測試實驗室可以添加 DLS 系統來補充現有技術,以表徵最小顆粒。

Particle Size

ViewSizer 3000
ViewSizer 3000

Simultaneous Multi-Laser Nanoparticle Tracking Analysis (NTA)

Partica LA-960V2
Partica LA-960V2

Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer

Partica mini LA-350
Partica mini LA-350

Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer

Surface Analysis

SmartSPM
SmartSPM

Advanced stand-alone AFM

Thin Film Quality & Thickness

Spectroscopic Ellipsometer - In-Line
Spectroscopic Ellipsometer - In-Line

In-Line Spectroscopic Ellipsometer for Web Coater and Roll to Roll Systems

Zeta Potential

nanoPartica SZ-100V2 Series
nanoPartica SZ-100V2 Series

Nanoparticle Analyzer

Gas Concentration

IR-300
IR-300

Vapor Concentration Monitor

pH Monitoring

UP-100
UP-100

微量pH監測儀

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