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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)TEOS表面質(zhì)量和拋光過(guò)程的影響,。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,，LPC對(duì)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

本文章的整體框架如下所示：

一、

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(duì)MRR,、WIWNU和RMS粗糙度的影響，且大顆粒和大顆粒計(jì)數(shù)（LPC）對(duì)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(lái)加速TEOS CMP的化學(xué)作用并提高M(jìn)RR，對(duì)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(duì)TEOS WIWUN的影響

（3）LPC對(duì)表面質(zhì)量的影響

為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，需要?duì)Slurry LPC等參數(shù)進(jìn)行精確的檢測(cè)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(duì)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(cè)能力,，適用于CMP領(lǐng)域中的顆粒檢測(cè)需求,。

二、

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(jiàn)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)

表2.2  S1#-S4# Slurry配方

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(duì)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)

三、

（1）LPC對(duì)MRR的影響

圖3.1 四組不同Slurry對(duì)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(duì)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(duì)于MRR（公式1）以及WIWNU)（公式2）的含義羅列如下:

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(dòng)調(diào)整背壓、工作壓力,、機(jī)頭速度和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速,，再測(cè)定MRR，結(jié)果如圖3.2所示：

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(duì)Slurry的化學(xué)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析:

表3.1  Slurry化學(xué)參數(shù)

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(méi)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(wàn)個(gè)/毫升和 800 萬(wàn)個(gè)/毫升，明顯大于其他三組,。

圖 3.3 膠體二氧化硅和漿料中的大顆粒計(jì)數(shù)

過(guò)濾對(duì)其平均粒徑影響不大,，對(duì)LPC影響巨大。因此,，推測(cè)大顆粒與邊緣 MRR 有關(guān),。為了驗(yàn)證LPC對(duì)邊緣 MRR 的影響，對(duì) C4# 膠體二氧化硅進(jìn)行了超濾,，以減少大顆粒的數(shù)量,。過(guò)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(duì) TEOS CMP 的影響,。測(cè)量結(jié)果表明，0.5μm過(guò)濾膠體二氧化硅的 LPC 從 1228萬(wàn)個(gè)/ml降至180萬(wàn)個(gè)/ml,，過(guò)濾效果明顯,。如圖3.4 所示，1μm LPC 的數(shù)量從58萬(wàn)個(gè)/ml 降至 4.9萬(wàn)個(gè)/ml,，其他粒徑的 LPC 也有所減少,。

圖3.4預(yù)過(guò)濾和過(guò)濾后膠體二氧化硅的 C4# 研磨液的LPC

圖3.5顯示了未過(guò)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(guò)濾數(shù)量從800萬(wàn)顆/ml下降至約54萬(wàn)顆/ml,。1μm LPC數(shù)量由38萬(wàn)顆/ml減少至16000顆/ml,， 2μm LPC數(shù)量由原來(lái)的2.5萬(wàn)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(guò)對(duì)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。

圖3.5預(yù)過(guò)濾和過(guò)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(jiàn)表3.2。其粒徑分布圖如圖3.6所示,。超濾對(duì)漿料的其他參數(shù)影響不大,。

圖3.6 S1#-S4#和S# -UF粒度分布圖

過(guò)濾效果明顯，達(dá)到了預(yù)期效果,。測(cè)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)

使用S4#和S4#-UF 漿料對(duì)TEOS進(jìn)行拋光。測(cè)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(cè)試點(diǎn)的 MRR 從未經(jīng)過(guò)濾前的 1400 ?/min 下降到過(guò)濾后的 600 ?/min，詳情見(jiàn)圖3.7,。CMP過(guò)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(dòng),。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,。

圖3.7 邊緣MRR作為S4#和S4#-UF的LPC的函數(shù),。

（2）LPC計(jì)數(shù)對(duì)TEOS WIWUN的影響

LPC與WIWUN之間存在顯著的關(guān)系：

圖3.8 超濾前和超濾后S4#Slurry對(duì)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(shuō)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,。

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(shì)相似。但是,，我們沒(méi)有考慮 LPC 的影響,。S4# 研磨液的 LPC 為860萬(wàn) 顆/毫升，WIWNU 為 57.08%,。S4#-UF 研磨液的 LPC 為56萬(wàn) 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(huì)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(dòng)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(dòng),，因此不會(huì)產(chǎn)生磨粒磨損，只有10%的時(shí)間用于滑動(dòng)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。

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(duì)比,，當(dāng)料漿LPC（≥0.5 μm）達(dá)到860萬(wàn) 顆/ml時(shí)，邊緣MRR顯著升高,，WIWNU惡化,，如圖3.11a、3.11c所示,。對(duì)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(wàn) 顆/ml，它會(huì)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,。

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(jí)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(dòng)時(shí),，摩擦力會(huì)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(huì)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(dòng)的協(xié)同效應(yīng)。TEOS 作為一種酸性氧化物,，在堿性條件下會(huì)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(duì) 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(dòng)，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(huì)加快。當(dāng) FA/O 螯合劑與水反應(yīng)時(shí),，［R（NH3）4］4+ 離子會(huì)加速水合硅酸鹽的溶解,。考慮到化學(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(huì)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(wàn) 顆/ml時(shí)，黏度會(huì)變差,。然而,，當(dāng)LPC不到860萬(wàn) 顆/ml，對(duì)WIWNU只有輕微的影響,。

（3）LPC對(duì)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(guò)程中。因此,，壓痕會(huì)變深,，表面質(zhì)量會(huì)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(cè)量以評(píng)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(guò)程的大顆粒會(huì)影響表面質(zhì)量。

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(huì)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(huì)變得更軟,，在大顆粒的作用下，可以去除更大的面積,。

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(guò)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(huì)產(chǎn)生更大的壓痕,，化學(xué)反應(yīng)區(qū)域也會(huì)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(huì)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(huì)增加,。

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(duì)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(duì)新的 TEOS 晶片進(jìn)行了拋光,。在 CMP 之后,，用原子力顯微鏡在測(cè)試點(diǎn)對(duì) TEOS 晶圓進(jìn)行測(cè)試。每個(gè)樣品選取四個(gè)測(cè)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(guò)濾前的1.65nm 降至過(guò)濾后的 0.63nm,，如圖 3.14b 所示,。這表明采用過(guò)濾后的研磨液拋光時(shí)可以降低表面粗糙度,，說(shuō)明大顆粒會(huì)影響 TEOS 的表面質(zhì)量。

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

四,、

本文全面研究了大顆粒（LPC）對(duì) 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(duì) TEOS 的 WIWNU 有明顯的影響，當(dāng)LPC達(dá)到860萬(wàn)顆/毫升時(shí),，WIWNU 會(huì)變差,。原子力顯微鏡（AFM）圖像顯示，大顆粒對(duì) TEOS 的均方根粗糙度有負(fù)面影響,。過(guò)濾方式是一種有效的過(guò)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,、

通過(guò)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(guò)程中的LPC檢測(cè),，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(cè)設(shè)備，并清晰地認(rèn)識(shí)到它們各自的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景,。

Lab型檢測(cè)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(cè)數(shù)據(jù),，適用于以下場(chǎng)景的使用：

• CMP slurry的制造商：對(duì)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(cè)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(guò)檢測(cè)LPC的數(shù)據(jù)來(lái)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(guò)對(duì)于來(lái)料的檢驗(yàn)來(lái)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?；虍a(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(wèn)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(duì)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。

Online型檢測(cè)設(shè)備則主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)控CMP過(guò)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(chǎng)景包括：

• 實(shí)時(shí)過(guò)程監(jiān)控：在CMP生產(chǎn)過(guò)程中，online型設(shè)備可以實(shí)時(shí)檢測(cè)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(dòng),，減少因工藝偏差引起的質(zhì)量問(wèn)題。

  
  

• 自動(dòng)化生產(chǎn)控制：對(duì)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(dòng)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(cè)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(guò)結(jié)合lab型和online型檢測(cè)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?cè)诓煌A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(wèn)題根因分析；而online型設(shè)備則確保了生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和高效性,，適用于實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)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(guó) 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(dòng)稀釋技術(shù),，檢測(cè)范圍從納米級(jí)到微米級(jí)，不僅能給出粒徑大小,，還能對(duì)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(duì)于光散射和激光衍射方法檢測(cè)不到的極少數(shù)的大粒子（Large Particle Count，LPC）,。自動(dòng)稀釋技術(shù)解決了其他技術(shù)手段無(wú)法解決的對(duì)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(cè)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,。

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、

LPC（Large Particle Count）檢測(cè)在半導(dǎo)體CMP工藝中具有重要意義,。通過(guò)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(cè)技術(shù)的發(fā)展,，LPC檢測(cè)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(lái),，隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進(jìn)步,，對(duì)研磨液的要求也將越來(lái)越高。LPC檢測(cè)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(guò)不斷優(yōu)化LPC檢測(cè)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位,。

參考文獻(xiàn)

[1] Liu G , Liu Y , Niu X ,et al.Effects of Large Particles on MRR, WIWNU and Surface Quality in TEOS Chemical Mechanical Polishing Based on FA/O Alkaline Slurry[J].ECS Journal of Solid State Science and Technology, 2018, 7(11):P624-P633.DOI:10.1149/2.0101811jss.