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CMP漿料的快速穩(wěn)定性研究

  發(fā)布時間:2021/3/30 點擊量:1796

CMP漿料的快速穩(wěn)定性研究

化學(xué)機械拋光,是半導(dǎo)體制造過程中重要的環(huán)節(jié)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(guān)鍵要素之一,其性能和相互匹配決定CMP能達(dá)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(xì)固體粒子研磨劑、表面活性劑、穩(wěn)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(wěn)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(shù)要求,配方處于保密狀態(tài),我國只有少數(shù)企業(yè)掌握部分低端技術(shù),且一直存在穩(wěn)定性無法的難題,所以在芯片等高丨端領(lǐng)域CMP漿料則一直依賴進(jìn)口。

本文利用LUM加速型穩(wěn)定性/分散體分析儀對兩款不同配方的金剛石CMP漿料進(jìn)行快速穩(wěn)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(wěn)定性分析儀(加速型,8通道)

測試條件:2300g,20,2h

n  測試結(jié)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(qū)域沉降的過程,即顆粒按照整體下沉的狀態(tài)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

結(jié)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(fā)現(xiàn)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(jié)束,界面沉降到120mm刻度左右位置。

結(jié)論:CMP漿料2沉降更慢,穩(wěn)定性更好。重復(fù)樣曲線疊加良好,重復(fù)性結(jié)果佳。

 

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

 

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