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      基于LEDLS技術(shù)的二氧化硅拋光液濃度與粒徑精準(zhǔn)表征
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      百特BETTERSIZE

      時間: 2025-07-09 08:51 瀏覽量: 8


      關(guān)鍵詞:CMP拋光液、濃度檢測、體積分?jǐn)?shù)、LEDLS技術(shù)、BeNano 180 Zeta Max


      一、濃度檢測的工業(yè)意義

      在半導(dǎo)體制造中,二氧化硅拋光液濃度直接影響CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝質(zhì)量:

      • 濃度過高:顆粒聚集風(fēng)險(xiǎn)↑,分散穩(wěn)定性↓,導(dǎo)致晶圓表面劃傷

      • 濃度過低:膜層覆蓋不足,拋光效率↓
        傳統(tǒng)烘干稱重法耗時且無法實(shí)時監(jiān)控,亟需高效精準(zhǔn)的檢測方案。


      二、核心技術(shù)原理

      BeNano 180 Zeta Max 集成專利 LEDLS技術(shù)(光散射-消光聯(lián)合法),實(shí)現(xiàn)濃度與粒徑同步分析:

      1. 多參數(shù)聯(lián)測

        • 動態(tài)光散射(DLS):173°角檢測散射光,獲取粒徑分布(光強(qiáng)加權(quán))

        • 消光法:0°角檢測透射光衰減,結(jié)合米氏理論計(jì)算體積分?jǐn)?shù)

      2. 技術(shù)優(yōu)勢

        • 無需甲苯校正,避免毒性試劑

        • 支持寬濃度范圍(10?~1012 particles/mL)

        • 單角度檢測簡化光路設(shè)計(jì)


      三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

      樣品體系:130nm二氧化硅拋光液(折射率1.45,吸收率0.0001)
      方法

      1. 理論濃度標(biāo)定

        • 烘干稱重法測得原液體積分?jǐn)?shù) 41% v/v(密度2.2g/cm3)

      2. 梯度稀釋

        稀釋倍數(shù)理論體積分?jǐn)?shù)理論數(shù)量濃度(particles/mL)
        100×0.41%3.56×1012
        1000×0.041%3.56×1011
        10000×0.0041%3.56×101?

      儀器參數(shù)

      • 激光波長:671nm(50mW)

      • 檢測器:173°角APD(散射光),0°角PD(透射光)

      • 樣品池:一次性PS池


      四、結(jié)果與討論

      1. 粒徑穩(wěn)定性驗(yàn)證(表1)

      稀釋倍數(shù)Z-均粒徑(nm)PDI
      100×130.20.03
      1000×129.80.04
      10000×130.50.02
      ? 所有樣品PDI<0.05,證實(shí)稀釋未影響顆粒分散均一性。

      2. 濃度檢測精度(圖4)

      參數(shù)100×稀釋1000×稀釋10000×稀釋
      實(shí)測體積分?jǐn)?shù)0.4289%0.0373%0.0038%
      實(shí)測數(shù)量濃度4.94×10124.01×10114.56×101?
      ? 濃度梯度間呈 10倍線性關(guān)系(R2=0.999),誤差<12%


      3

      3. 適用性驗(yàn)證(圖5)

      • 有效檢測區(qū)間

        • 粒徑范圍:100~400nm

        • 濃度范圍:101?~1012 particles/mL

      • 實(shí)測值與理論值偏差<15%,滿足半導(dǎo)體工藝控制需求


      五、技術(shù)優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)價值

      1. 突破傳統(tǒng)局限

        • 5分鐘內(nèi)同步獲得粒徑、體積分?jǐn)?shù)、數(shù)量濃度三重參數(shù)

        • 非破壞性檢測,支持產(chǎn)線實(shí)時監(jiān)控

      2. 半導(dǎo)體質(zhì)控應(yīng)用

        • CMP拋光液濃度在線校準(zhǔn)

        • 團(tuán)聚體早期預(yù)警(濃度異常→粒徑突變)


      結(jié)論

      BeNano 180 Zeta Max的LEDLS技術(shù)為二氧化硅拋光液提供了快速、精準(zhǔn)、無標(biāo)樣的濃度檢測方案。該技術(shù)可有效監(jiān)控半導(dǎo)體CMP工藝中顆粒濃度與分散狀態(tài),對提升晶圓表面質(zhì)量及良率具有重要工程價值。

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