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    CMP漿料的快速穩定性研究

      發布時間:2021/3/30 點擊量:1840

    CMP漿料的快速穩定性研究

    化學機械拋光,是半導體制造過程中重要的環節之一。CMP拋光漿料Chemical Mechanical Slurry,又稱CMP漿料、拋光液、研磨液、研磨料,是CMP工藝的3大關鍵要素之一,其性能和相互匹配決定CMP能達到的表面平整水平。

    按照磨粒的不同,CMP漿料主要分為二氧化硅漿料、氧化鈰漿料、氧化鋁漿料和納米金剛石漿料等幾大類。CMP漿料一般由超細固體粒子研磨劑、表面活性劑、穩定劑、氧化劑等組成,其中固體粒子提供研磨作用。CMP漿料需要良好的穩定性,放置長時間不分出清水,不淀底。由于芯片拋光漿料具有很高的技術要求,配方處于保密狀態,我國只有少數企業掌握部分低端技術,且一直存在穩定性無法的難題,所以在芯片等高丨端領域CMP漿料則一直依賴進口。

    本文利用LUM加速型穩定性/分散體分析儀對兩款不同配方的金剛石CMP漿料進行快速穩定性研究。

    n  樣品:編號DiamondCMP 1Diamond CMP 2

    n  儀器和測試條件:

    儀器型號:LUMiFuge®穩定性分析儀(加速型,8通道)

    測試條件:2300g,20,2h

    n  測試結果:

    1-圖譜描述:

    1-TransmissionProfile of Diamond CMP 1

     

       上圖1CMP漿料1的透光率圖譜。這是一個典型的多分散沉降的過程,即顆粒按照不同大小的速度分別沉降。

     

    2-Transmission Profile of Diamond CMP 2

     

    上圖2CMP漿料2的透光率圖譜。這是一個典型的區域沉降的過程,即顆粒按照整體下沉的狀態沉降。這種情況往往是由于顆粒聚集和相互作用,且形成一個封閉的網狀結構。

    結論:不同配方的CMP漿料,顆粒的相互左右以及沉降過程可能不一樣。

     

    2-沉降追蹤:

    3-界面位置隨時間變化曲線

     

    上圖3是兩組CMP漿料的界面沉降位置隨時間的變化。可以發現CMP漿料1很快就沉降完,界面位置由樣品管頂部106mm刻度左右位置沉降到126mm刻度左右位置;CMP漿料2到實驗結束,界面沉降到120mm刻度左右位置。

    結論:CMP漿料2沉降更慢,穩定性更好。重復樣曲線疊加良好,重復性結果佳。

     

    總結:利用LUM加速性穩定性/分散體分析儀,在極短的時間內,可對CMP漿料的沉降行為進行定性和定量表征。在相同條件下分析多達8-12個樣品。

     

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