CMP过滤效率研究

一、 概述

CMP研磨液在半导体行业具有重要的作用。他们是高密度集成电路生产中的重要一步。CMP研磨液的生产和稳定性是非常复杂和难以预测的，因此，他们必须在生产过程中进行监测，甚至在后成品也需要进行检测。一些研磨液会表现出*的行为，这是因为颗粒聚集导致颗粒表面的剪切应力和机械应力变化导致的。这些低水平的凝聚往往会划伤晶片，给终用户造成重大的经济损失。AccuSizer 780系列仪器已经在CMP研磨液的整个生产及使用过中扮演重要的角色，并且它将持续扮演这一角色。从原材料供应商、CMP研磨液的厂家，研磨液分配供应商，筛选供应商，和芯片，PSS和AccuSizer 780已为客户提供关于研磨液的好坏检测信息约10年之久。

二、 引言

在CMP研磨液的使用过程中，过滤工序经常作为其生产过程的一部分。通常人们认为，通过使用过滤器，可以将CMP研磨液中形成的大颗粒过滤掉，防止其划伤晶片。没有一种方法来监测和量化研磨液的尾端大粒子，因此过滤器公司不得不升级或改变过滤器，浪费更多的时间和。目前有一些分析方法可用于检测在过滤过程中形成的大颗粒，经典光散射法是其中一种，但是有它自己的局限性。采用经典的光散射粒度仪是不可能检测到过滤过程中是否形成能够划伤晶片的大颗粒的。经典光散射仅仅提供平均粒径信息，它对那些少量大大颗粒不具有灵敏性。另外一种检测手段就是单颗粒计数技术（SPOS），用光阻法进行计数。

三、 AccuSizer 单颗粒计数技术（SPOS）

AccuSizer 780既是一台颗粒技术仪，同时它也是一台运用单颗粒计数技术的高分辨率粒径检测仪。它是*个自动化的单颗粒技术仪，它可以提供高分辨率的真实的粒径分布，而不是通过模拟计算得到任何假设的分布。仪器报告中的原始数据是颗粒个数及粒径尺寸。使用简单的统计计算，这个软件可以把这些数据分为许多其他有用的加权分布（体积、面积、数量、体积等），提供可以追溯原始数据的统计信息。AccuSizer 对于大于1μm的尾端大粒子具有很高的灵敏度，是光散射的600倍。AccuSizer 780仪器的使用，在很多案例中都增加了过滤器的使用寿命，因此在几个月内就能显现。

四、结果

图1 详细的显示了AccuSizer 780仪器对于CMP研磨液过滤前后的大粒子变化情况。其中图中，蓝色的是CMP研磨液过滤前的的大粒子数据，红色显示的是过滤后的。可以看出过滤的效率情况。图2显示的是通过AccuSizer 780仪器对于过滤器的优化选择，以除去CMP研磨液中1μm的尾端大粒子。

图1.过滤

图2.选择*的过滤方案

AccuSizer 780仪器还可以进行在线监测（POU），实时监测大于1μm的大颗粒。此外，POU系统用于确定需要更换过滤器时优化过滤器的维护计划，并且节约成本。图3显示的是AccuSizer在线系统检测浆料中大粒子的情况，过滤器的更换时间可以根据检测结果来定。

图3.AccuSier 在线系统检测的大于1μm的大颗粒(#/mL)

五、结果

AccuSizer 780系列仪器可以有效的监测过滤效率及过滤器使用周期，并且能够的监测到浆料中存在的少量大颗粒。AccuSizer 对于实验室及在线监测都非常可靠。