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CMP浆料的快速稳定性研究

  发布时间:2021/3/30 点击量:171

CMP浆料的快速稳定性研究

化学机械抛光,是半导体制造过程中最重要的环节之一。CMP抛光浆料Chemical Mechanical Slurry,又称CMP浆料、抛光液、研磨液、研磨料,是CMP工艺的3大关键要素之一,其性能和相互匹配决定CMP能达到的表面平整水平。

按照磨粒的不同,CMP浆料主要分为二氧化硅浆料、氧化铈浆料、氧化铝浆料和纳米金刚石浆料等几大类。CMP浆料一般由超细固体粒子研磨剂、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成,其中固体粒子提供研磨作用。CMP浆料需要良好的稳定性,放置长时间不分出清水,不淀底。由于芯片抛光浆料具有很高的技术要求,配方处于完全保密状态,我国只有少数企业掌握部分低端技术,且一直存在稳定性无法保证的难题,所以在芯片等高丨端领域CMP浆料则一直依赖进口。

本文利用LUM加速型稳定性/分散体分析仪对两款不同配方的金刚石CMP浆料进行快速稳定性研究。

n  样品:编号DiamondCMP 1Diamond CMP 2

n  仪器和测试条件:

仪器型号:LUMiFuge®稳定性分析仪(加速型,8通道)

测试条件:2300g,20,2h

n  测试结果:

1-图谱描述:

1-TransmissionProfile of Diamond CMP 1

 

   上图1CMP浆料1的透光率图谱。这是一个典型的多分散沉降的过程,即颗粒按照不同大小的速度分别沉降。

 

2-Transmission Profile of Diamond CMP 2

 

上图2CMP浆料2的透光率图谱。这是一个典型的区域沉降的过程,即颗粒按照整体下沉的状态沉降。这种情况往往是由于颗粒聚集和相互作用,且形成一个封闭的网状结构。

结论:不同配方的CMP浆料,颗粒的相互左右以及沉降过程可能完全不一样。

 

2-沉降追踪:

3-界面位置随时间变化曲线

 

上图3是两组CMP浆料的界面沉降位置随时间的变化。可以发现CMP浆料1很快就沉降完,界面位置由样品管顶部106mm刻度左右位置沉降到126mm刻度左右位置;CMP浆料2到实验结束,界面沉降到120mm刻度左右位置。

结论:CMP浆料2沉降更慢,稳定性更好。重复样曲线叠加良好,重复性结果佳。

 

总结:利用LUM加速性稳定性/分散体分析仪,在极短的时间内,可对CMP浆料的沉降行为进行定性和定量表征。在相同条件下分析多达8-12个样品。

 

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