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大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究

 更新時(shí)間:2024-11-23  點(diǎn)擊量:2173


本文隸屬于一體化解決方案系列,全文共 6324字,閱讀大約需要 21分鐘


引言:LPC對CMP制程工藝的影響


隨著半導(dǎo)體行業(yè)的蓬勃發(fā)展,作為重要工藝段的CMP獲得了廣泛的關(guān)注。而作為此工藝段的重要原料-CMP slurry,更是諸多學(xué)者研究的對象。本文將重點(diǎn)結(jié)合Liu團(tuán)隊(duì)2018年在ECS發(fā)布的論文:《Effects of Large Particles on MRR, WIWNU and Surface Quality in TEOS Chemical Mechanical Polishing Based on FA/O Alkaline Slurry》展開介紹[1]。

TEOS 是一種特殊的二氧化硅,以四乙基硅酸鹽為原料沉積而成,作為阻擋層下的犧牲層。TEOS的均勻性和表面質(zhì)量對集成電路的可靠性有著至關(guān)重要的作用,因此,本文探討了LPC對TEOS表面質(zhì)量和拋光過程的影響。

通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,LPC對MRR(材料去除率)、WIWUN(片內(nèi)非均勻性)、RMS(均方根粗糙度)都有顯著影響:LPC的存在導(dǎo)致邊緣MRR增加、WIWNU和RMS粗糙度惡化,使得TEOS晶圓表面質(zhì)量下降,影響到拋光效率和良品率。


關(guān)鍵詞:大顆粒計(jì)數(shù);LPC;化學(xué)機(jī)械拋光;研磨液;Slurry


整體框架


本文章的整體框架如下所示:


大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究


背景

該論文指出:在大規(guī)模集成電路(GLSI)制造中,化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是重要的平坦化工藝之一,用于提高芯片的性能和可靠性。其中,材料去除率(MRR)、片內(nèi)非均勻性(WIWNU)以及均方根粗糙度(RMS)是衡量CMP效果的關(guān)鍵指標(biāo)。

以往的研究大多關(guān)注CMP中的機(jī)械因素,缺乏考慮slurry理化性質(zhì)(如pH、粘度、比重、Zeta電位等)對MRR、WIWNU和RMS粗糙度的影響,且大顆粒和大顆粒計(jì)數(shù)(LPC)對TEOS的MRR、WIWNU和RMS粗糙度的影響尚未得到廣泛研究。

文中應(yīng)用了一種新型FA/O堿性slurry來加速TEOS CMP的化學(xué)作用并提高M(jìn)RR,對三個(gè)關(guān)鍵方面進(jìn)行了研究并提出相關(guān)模型:

(1)MRR與LPC的關(guān)系

(2)LPC對TEOS WIWUN的影響

(3)LPC對表面質(zhì)量的影響

為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,需要對Slurry LPC等參數(shù)進(jìn)行精確的檢測和控制。

為達(dá)到表征目的,文中使用了Entegris(PSS)的Accusizer A7000 APS顆粒計(jì)數(shù)器和Nicomp Z3000納米激光粒度儀提供精確的大顆粒計(jì)數(shù)和粒度分布分析,從而對CMP slurry的工藝進(jìn)行優(yōu)化。這兩種儀器都具備高靈敏度和寬范圍的檢測能力,適用于CMP領(lǐng)域中的顆粒檢測需求。



二、

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 樣品制備:

采用離子交換法制備4批膠體二氧化硅,參數(shù)相近(平均粒徑62-63nm),配制FA/O基slurry;C4#-UF為C4#超濾后的樣本。一共5個(gè)研磨液樣品用于實(shí)驗(yàn)。詳見表2.1和表2.2樣品參數(shù):


表2.1  C1#-C4# 膠體二氧化硅參數(shù)

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表2.2  S1#-S4# Slurry配方

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2. 拋光和超濾

采用旋轉(zhuǎn)式CMP拋光機(jī)(E460, Alpsitec, France),IC1000 拋光墊 (DOW, USA),帶有XY槽,進(jìn)行拋光。

每批研磨液進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)。為了消除墊片孔隙的容漿量對將漿料顆粒輸送到接觸區(qū)的影響,五種漿料的拋光順序每次都不同。第一次拋光 LPC 最大的S4# 研磨液,第二次拋光將(S4#)放在第三位,第三次拋光將(S4#)放在第五位。具體的CMP工藝參數(shù)如表 2.3 所示:


表2.3  CMP工藝參數(shù)

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三、

結(jié)果與討論


(1)LPC對MRR的影響

結(jié)論

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機(jī)械因素對TEOS拋光無明顯影響

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圖3.1 四組不同Slurry對TEOS的去除率曲線


圖3.1展示了在相同的CMP參數(shù)下,四組不同的slurry對正硅酸乙酯(TEOS)進(jìn)行拋光的材料去除率(MRR)曲線。S4# Slurry的MRR是其他三組的2.34倍,使用 S4# Slurry拋光TEOS 后,邊緣MRR明顯高于其他三組。為了便于后續(xù)理解,此處對于MRR(公式1)以及WIWNU)(公式2)的含義羅列如下:

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h1、h2 分別是拋光前和拋光后 TEOS的厚度。MRRAvg 和 σMRR 分別是平均 MRR 和 MRR 的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

首先考慮機(jī)械因素的影響,在Slurry流速和拋光時(shí)間不變的情況下,手動調(diào)整背壓、工作壓力、機(jī)頭速度和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速,再測定MRR,結(jié)果如圖3.2所示:


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圖3.2 采用S4# Slurry調(diào)整壓力和速度后的MRR曲線


調(diào)整后 S4# Slurry的邊緣 MRR 仍然明顯高于中心,并且仍然高于 S1# - S3#,這表明機(jī)械因素,如壓力、旋轉(zhuǎn)速度不是原因;隨即對Slurry的化學(xué)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析:

化學(xué)因素對TEOS拋光無明顯影響

表3.1  Slurry化學(xué)參數(shù)

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由表3.1分析可知,S1# - S4# Slurry的Zeta 電位略有不同,其他參數(shù)在誤差范圍內(nèi)相似,沒有明顯偏差。然而,從圖3.3可知,C4# 膠體二氧化硅和 S4# Slurry的 LPC(≥0.5μm)分別為 1340 萬個(gè)/毫升和 800 萬個(gè)/毫升,明顯大于其他三組。


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圖 3.3 膠體二氧化硅和漿料中的大顆粒計(jì)數(shù)

LPC對邊緣MRR有顯著影響

過濾對其平均粒徑影響不大,對LPC影響巨大。因此,推測大顆粒與邊緣 MRR 有關(guān)。為了驗(yàn)證LPC對邊緣 MRR 的影響,對 C4# 膠體二氧化硅進(jìn)行了超濾,以減少大顆粒的數(shù)量。過濾后的膠體二氧化硅(C4#-UF)制成了新漿料 S4#-UF。用 S4#-UF 漿料拋光 TEOS,并將拋光后的數(shù)據(jù)與 S4# 漿料進(jìn)行比較,以研究LPC對 TEOS CMP 的影響。測量結(jié)果表明,0.5μm過濾膠體二氧化硅的 LPC 從 1228萬個(gè)/ml降至180萬個(gè)/ml,過濾效果明顯。如圖3.4 所示,1μm LPC 的數(shù)量從58萬個(gè)/ml 降至 4.9萬個(gè)/ml,其他粒徑的 LPC 也有所減少。


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圖3.4預(yù)過濾和過濾后膠體二氧化硅的 C4# 研磨液的LPC


圖3.5顯示了未過濾和超濾后二氧化硅膠體制備的研磨液S4的LPC。0.5μm LPC的過濾數(shù)量從800萬顆/ml下降至約54萬顆/ml。1μm LPC數(shù)量由38萬顆/ml減少至16000顆/ml, 2μm LPC數(shù)量由原來的2.5萬顆/ml減少至4000顆/ml。漿料的LPC與膠體二氧化硅的LPC有明顯的關(guān)系。

通過對比圖3.4和圖3.5可知;漿料的 LPC 與膠體二氧化硅的 LPC 之間有明顯的關(guān)系。


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圖3.5預(yù)過濾和過濾后膠體二氧化硅的 S4# 研磨液的LPC


S4#-UF 研磨液的 pH 值、粘度、Zeta 電位和 LPC 見表3.2。其粒徑分布圖如圖3.6所示。超濾對漿料的其他參數(shù)影響不大。


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圖3.6 S1#-S4#和S# -UF粒度分布圖


過濾效果明顯,達(dá)到了預(yù)期效果。測試點(diǎn)位于距離晶片邊緣 5 毫米處。


表3.2 S1#-S4#漿料參數(shù)

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使用S4#和S4#-UF 漿料對TEOS進(jìn)行拋光。測試點(diǎn)(距晶片邊緣 5 毫米處)的 MRRS,采用S4#-UF 漿料進(jìn)行拋光的,其值明顯低很多。如圖 7 所示,測試點(diǎn)的 MRR 從未經(jīng)過濾前的 1400 ?/min 下降到過濾后的 600 ?/min,詳情見圖3.7。CMP過程中,墊子和載體在不同的中心上以一定的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。載體在襯墊上與晶圓同步地往復(fù)運(yùn)動。粒子進(jìn)入晶圓區(qū)域并隨著墊旋轉(zhuǎn)。一些粒子最終重新進(jìn)入晶圓區(qū)域。這可能導(dǎo)致邊緣的有效粒子濃度高于中心。


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圖3.7 邊緣MRR作為S4#和S4#-UF的LPC的函數(shù)。

LPC對TEOS WIWUN有顯著影響


2


(2)LPC計(jì)數(shù)對TEOS WIWUN的影響


LPC與WIWUN之間存在顯著的關(guān)系:

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圖3.8 超濾前和超濾后S4#Slurry對TEOS的去除率曲線


如圖3.8所示,邊緣MRR比中心處高很多,也說明其σMRR 也增加。根據(jù)前文公式2所知,WIWNU與σMRR 成正比,也意味著WIWNU也同步增加。


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圖3.9 WIWNU 和邊緣 MRR 與 LPC 的函數(shù)關(guān)系


從圖3.9中可知,使用4# slurry后其WIWNU為 57%, 當(dāng)使用 1#-3# slurry 是分別是15%, 13%, and 16%。使用 S4# 研磨液的 WIWNU 是其他三組的 3.5-4.3 倍。Hejun的混合磨料率是普通磨料的三倍,這與我們的實(shí)驗(yàn)趨勢相似。但是,我們沒有考慮 LPC 的影響。S4# 研磨液的 LPC 為860萬 顆/毫升,WIWNU 為 57.08%。S4#-UF 研磨液的 LPC 為56萬 顆/毫升,WIWNU 為 12.78%,如圖 3.8 所示。LPC與WIWNU 之間存在明顯的關(guān)系,其主要機(jī)理可分別從以下幾個(gè)方面進(jìn)行解釋。

隨著 LPC 的增加,濃度和壓痕將同時(shí)增大,當(dāng)研磨液的 LPC 達(dá)到適當(dāng)值時(shí),大顆粒(≥0.5μm)和納米顆粒(1 - 100nm)可能混合形成混合顆粒研磨液(MPS),當(dāng)大顆粒參與固 - 固接觸并去除表面時(shí),MRR會大幅增加。MPS 隨著拋光墊的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入拋光墊和晶圓之間的界面,并形成固 - 固接觸(拋光墊、顆粒和晶圓)。圖 3.10 顯示了 TEOS CMP 中大活性顆粒的接觸情況,磨料顆粒嵌入在拋光墊的粗糙處,摩擦方式是滑動而不是旋轉(zhuǎn)。H.Lee的研究表明,只有活性粒子參與到CMP中。在三體情況下,磨粒(漿料、顆粒和晶圓)大約90%的時(shí)間用于滾動,因此不會產(chǎn)生磨粒磨損,只有10%的時(shí)間用于滑動和去除表面。當(dāng)大顆粒參與固-固接觸并去除表面時(shí),MRR急劇增加。


大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究

圖3.10 考慮LPC的拋光墊/大顆粒/晶圓微接觸示意圖


LPC 越大,TEOS 的犁溝越深。隨著犁溝深度的增大,氨化作用越強(qiáng)烈,導(dǎo)致 WIWNU 更高。

與LPC試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,當(dāng)料漿LPC(≥0.5 μm)達(dá)到860萬 顆/ml時(shí),邊緣MRR顯著升高,WIWNU惡化,如圖3.11a、3.11c所示。對當(dāng)前大顆粒數(shù)據(jù)的分析表明,當(dāng)漿料LPC(≥0.5 μm)小于1.47萬 顆/ml,它會如圖 3.10b 和圖 3.10d所示。具有更低的MRR,但是WIWNU 更好,結(jié)果與文獻(xiàn)中的純數(shù)學(xué)模型一致。


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圖3.11 使用4#Slurry CMP前后TEOS直徑分布圖


隨著在邊緣處軌跡密度變密,大顆粒的濃度與納米級顆粒的濃度同時(shí)增加。MPS 濃度的增加導(dǎo)致晶圓和拋光墊之間的活性顆粒增多。同時(shí),晶圓和顆粒之間的實(shí)際接觸面積增大。當(dāng) MPS 與晶片接觸并嵌入襯墊中進(jìn)行滑動時(shí),摩擦力會隨著 MPS 濃度的增加而增大。Hojun Lee 的實(shí)驗(yàn)也顯示了類似的現(xiàn)象,即在氧化 CMP 上使用混合研磨漿時(shí),摩擦力增大。當(dāng) MPS 磨料與 TEOS 層摩擦?xí)r,拋光液起到了冷卻劑的作用。因此,磨料得到了有效冷卻。由于 TEOS 的導(dǎo)熱性較差,局部溫度會升高。氧化硅的硬度隨溫度升高而降低。高溫易導(dǎo)致TEOS層塑性變形。

TEOS CMP 是晶圓表面化學(xué)和機(jī)械活動的協(xié)同效應(yīng)。TEOS 作為一種酸性氧化物,在堿性條件下會與羥基離子發(fā)生反應(yīng),副產(chǎn)品是可溶性硅酸鹽。由于二氧化硅顆粒在漿料中對 TEOS 的壓痕作用,水合層迅速在 TEOS 表面形成。本文在漿料中加入了螯合劑 FA/O。它是一種有機(jī)胺堿 R(NH2)4,可與硅酸鹽發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物 [R(NH3)4](SiO3)2是一種易溶于水的水合酸銨鹽。隨著研磨液的流動,它很容易從 TEOS 中去除。如果 OH- 和 [R(NH3)4]4+ 的濃度增加,則 TEOS 的水解速度會加快。當(dāng) FA/O 螯合劑與水反應(yīng)時(shí),[R(NH3)4]4+ 離子會加速水合硅酸鹽的溶解??紤]到化學(xué)機(jī)制,由于 FA/O 和 TEOS 之間的相互作用,邊緣的較大接觸面積也會增強(qiáng)表面的化學(xué)活性。LPC 越大,TEOS 的壓痕就越深。隨著壓痕越深,氨化作用越強(qiáng)烈,導(dǎo)致WIWNU越高。當(dāng)漿料LPC達(dá)到860萬 顆/ml時(shí),黏度會變差。然而,當(dāng)LPC不到860萬 顆/ml,對WIWNU只有輕微的影響。

LPC對均方根粗糙度有顯著影響


3


(3)LPC對表面質(zhì)量的作用


隨著LPC的增加,更多的大顆粒參與到CMP過程中。因此,壓痕會變深,表面質(zhì)量會下降。

為了找出表面質(zhì)量與大顆粒之間的關(guān)系,使用四組不同的Slurry進(jìn)行拋光之后,進(jìn)行AFM測量以評估拋光后的表面質(zhì)量,表面形貌結(jié)果以均方根粗糙度RMS表示。

如圖3.11所示,S1# - S3# 拋光之后的TEOS的RMS粗糙度值小于1 nm,如圖3.12所示,S4# 拋光之后的TEOS的RMS粗糙度值為1.65 nm,表明參與 CMP 過程的大顆粒會影響表面質(zhì)量。

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圖3.11  1#-4#漿料拋光后TEOS的AFM概況


這些結(jié)果表明,CMP 工藝中參與的大顆粒會影響表面質(zhì)量。主要機(jī)理可從以下幾個(gè)方面解釋。

大顆粒磨料比普通顆粒大,壓痕深度也更大。在磨料顆粒的機(jī)械作用下,軟化的 TEOS 層被去除。

根據(jù)如下公式可知,顆粒進(jìn)入 TEOS 的壓痕深度δw 由顆粒直徑 D 和晶片表面硬度 Hw 決定。壓痕深度越深,TEOS 的表面水解層就越深。隨著摩擦力的增加,表面溫度也隨之升高。在溫度的作用下,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的表面會變得更軟,在大顆粒的作用下,可以去除更大的面積。

大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究

如圖 3.13 所示,顆粒尺寸的增加導(dǎo)致每個(gè)顆粒的壓痕深度增加,這一點(diǎn)可以通過粗糙度均根值得到證實(shí)。每個(gè)顆粒壓痕深度的增加是摩擦力和拋光率增加的原因。

當(dāng)大顆粒參與 TEOS CMP 時(shí),在機(jī)械作用下會產(chǎn)生更大的壓痕,化學(xué)反應(yīng)區(qū)域也會更大。在氫氧化物和螯合劑的共同作用下,TEOS 的水解率和(SiO3)2- 溶解率同時(shí)增加。由于邊緣的大顆粒濃度大于中心,在 FA/O 的作用下,邊緣的 MRR 會更高。因此,相較于大顆粒較少的研磨液而言,晶片邊緣的表面粗糙度也會增加。


大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究

圖3.13 顆粒直徑和顆粒進(jìn)入晶圓表面的壓痕深度示意圖


為了進(jìn)一步研究大顆粒對表面質(zhì)量的影響,在相同的配方下,用 C4#-UF 膠體二氧化硅的 S4#- UF 研磨液對新的 TEOS 晶片進(jìn)行了拋光。在 CMP 之后,用原子力顯微鏡在測試點(diǎn)對 TEOS 晶圓進(jìn)行測試。每個(gè)樣品選取四個(gè)測試點(diǎn),平均有效值和變化情況如圖 3.14a 所示。表面粗糙度從過濾前的1.65nm 降至過濾后的 0.63nm,如圖 3.14b 所示。這表明采用過濾后的研磨液拋光時(shí)可以降低表面粗糙度,說明大顆粒會影響 TEOS 的表面質(zhì)量。



大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究


圖 3.14(a)晶片上的原子力顯微鏡測試點(diǎn) (b)經(jīng) 0.5 μm 過濾器超濾后由 4# 漿料拋光的 TEOS 的原子力顯微鏡剖面圖



四、

總結(jié)

本文全面研究了大顆粒(LPC)對 TEOS CMP 的影響。結(jié)果表明,在漿料其他參數(shù)不變的情況下,LPC可以提高邊緣 MRR 和平均 MRR。LPC對 TEOS 的 WIWNU 有明顯的影響,當(dāng)LPC達(dá)到860萬顆/毫升時(shí),WIWNU 會變差。原子力顯微鏡(AFM)圖像顯示,大顆粒對 TEOS 的均方根粗糙度有負(fù)面影響。過濾方式是一種有效的過濾掉較大顆粒(直徑≥0.5μm)的方法,是獲得更好拋光效果和漿料批次穩(wěn)定性的有效方法。作為配制漿料的基本原料之一,膠體二氧化硅的LPC是影響 MRR、WIWNU 和 RMS 粗糙度的重要參數(shù)。FA/O 堿性漿料可提高TEOS CMP的化學(xué)作用和材料去除率。



五、

LPC檢測的整體解決方案

通過前面的文章論述可知,研磨液中的LPC是影響 MRR、WIWNU 和 RMS 粗糙度的重要參數(shù)。此外,磨料中的LPC與最后配置成的研磨液中LPC有直接關(guān)系。這就意味著在CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)過程中的LPC檢測,提供一個(gè)涵蓋全流程的全面的解決方案非常關(guān)鍵,因?yàn)檫@關(guān)系到工藝控制的精確性以及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。要成功地實(shí)施這一方案,必須合理選擇使用lab型(實(shí)驗(yàn)室型)還是online型(在線型)檢測設(shè)備,并清晰地認(rèn)識到它們各自的優(yōu)勢和應(yīng)用場景。


1. Lab型檢測方案

Lab型檢測設(shè)備通常用于更加詳細(xì)和精確的分析。它們能夠在更嚴(yán)格的控制條件下,提供高度準(zhǔn)確的粒子檢測數(shù)據(jù),適用于以下場景的使用:


  • CMP slurry的制造商:對于CMP slurry的制造商而言,Lab型設(shè)備即是其產(chǎn)品質(zhì)量確認(rèn)的裁判,檢測判定是否滿足出廠要求。更重要的是一個(gè)“教練"角色,可以通過檢測LPC的數(shù)據(jù)來合理優(yōu)化其生產(chǎn)、制備工藝。如配方的調(diào)整、如制備設(shè)備的選擇、如制備工藝參數(shù)的優(yōu)化等等。為CMP slurry的研發(fā)、制備、質(zhì)檢保駕護(hù)航。


  • CMP slurry使用方的原料監(jiān)控和根因分析:CMP slurry使用法可以通過對于來料的檢驗(yàn)來確保供應(yīng)商提供的產(chǎn)品符合其質(zhì)量控制要求。另外,更重要的是,當(dāng)出現(xiàn)工藝異常或產(chǎn)品缺陷時(shí),lab型設(shè)備能夠幫助工程師進(jìn)行詳細(xì)的根因分析,找出問題的源頭并提供修正建議。


  • CMP slurry使用方的研發(fā)和工藝優(yōu)化:在工藝開發(fā)階段,lab型設(shè)備可以對CMP工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)研究,提供深入的不同工藝參數(shù)下各個(gè)點(diǎn)位的LPC數(shù)據(jù)分析,從而幫助優(yōu)化CMP工藝。諸如濾芯、管閥件、泵的選型;濾芯壽命的確認(rèn);研磨壓力,CMP slurry流速等等參數(shù)的設(shè)置。

2. Online型檢測方案:

Online型檢測設(shè)備則主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)控CMP過程中的粒子濃度,確保工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。其主要應(yīng)用場景包括:


  • 實(shí)時(shí)過程監(jiān)控:在CMP生產(chǎn)過程中,online型設(shè)備可以實(shí)時(shí)檢測和反饋粒子濃度,幫助工程師迅速發(fā)現(xiàn)并糾正工藝波動,減少因工藝偏差引起的質(zhì)量問題。


  • 自動化生產(chǎn)控制:對于大批量生產(chǎn),online型設(shè)備能夠與工藝控制系統(tǒng)集成,實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)控制,確保每個(gè)批次的產(chǎn)品都能符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),減少人工干預(yù)。


  • 成本和時(shí)間效率:在線監(jiān)控能夠大幅度降低檢測和處理的時(shí)間成本,提高整體生產(chǎn)效率,特別適用于生產(chǎn)速度要求高的工廠環(huán)境。


通過結(jié)合lab型和online型檢測設(shè)備,可以為客戶提供一個(gè)綜合性的解決方案,解決他們在不同階段遇到的痛點(diǎn)。Lab型設(shè)備提供了詳細(xì)分析和優(yōu)化工具,適合深度研究和問題根因分析;而online型設(shè)備則確保了生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和高效性,適用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動化控制。這兩種設(shè)備的相輔相成,可以為客戶提供更高的工藝可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量,滿足不同階段的需求。


Entegris生產(chǎn)的AccuSizer系列顆粒計(jì)數(shù)器(原美國 PSS 粒度儀公司)采用單顆粒光學(xué)傳感技術(shù)(Single Particle Optical Sizing,SPOS)和自動稀釋技術(shù),檢測范圍從納米級到微米級,不僅能給出粒徑大小,還能對樣本中顆粒數(shù)目進(jìn)行定量計(jì)數(shù)。尤其能精準(zhǔn)地計(jì)數(shù)出對于光散射和激光衍射方法檢測不到的極少數(shù)的大粒子(Large Particle Count,LPC)。自動稀釋技術(shù)解決了其他技術(shù)手段無法解決的對高濃度樣本進(jìn)行顆粒計(jì)數(shù)的難題。另外,AccuSizer Mini系列在線大顆粒計(jì)數(shù)器,可用于產(chǎn)線實(shí)時(shí)監(jiān)測LPC變化,省時(shí)省力。Entegris提供從Fab POU端到CMP slurry制造端整套的LPC監(jiān)控解決方案。


大顆粒(LPC)對拋光效率和良品率的影響 — TEOS層的CMP拋光研究

Entegris提供從Fab POU端到CMP slurry制造端整套LPC監(jiān)控方案(藍(lán)色-Lab型顆粒計(jì)數(shù)器;紅色-Online型顆粒計(jì)數(shù)器)



六、

展望

LPC(Large Particle Count)檢測在半導(dǎo)體CMP工藝中具有重要意義。通過控制研磨液中的大顆粒數(shù)量,可以有效提高晶圓表面平整度,減少缺陷,保證拋光速率和均勻性,減少設(shè)備和材料損耗。隨著檢測技術(shù)的發(fā)展,LPC檢測的精度和效率不斷提高,為CMP工藝的優(yōu)化和質(zhì)量控制提供了有力支持。

未來,隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步,對研磨液的要求也將越來越高。LPC檢測作為研磨液質(zhì)量控制的重要手段,將在CMP工藝中發(fā)揮更加重要的作用。通過不斷優(yōu)化LPC檢測技術(shù),半導(dǎo)體制造企業(yè)可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位。


參考文獻(xiàn)


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