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cmp后清洗工艺

半导体工艺与设备 2023-06-01 07:47
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化学机械平面化 (CMP) 工艺是用于晶圆和磁盘驱动器行业的抛光工艺。上节已经讲述了cmp工序的基本知识，但没有强调在CMP 后清洁工艺的作用。为了获得更好的表面外观，CMP 工程师应同时考虑cmp工艺和CMP 后清洗工艺的稳定性。
化学机械平坦化 (CMP) 工艺的表面要求越来越严格，这也意味着CMP 后清洗工艺的作用越来越重要。由于 CMP 工艺引入了研磨液、晶圆、抛光垫等，CMP 后清洗工艺对于去除这些污染物变得更具挑战性。

CMP 过程中引入的污染物

抛光液和金属污染物位于晶圆表面。污染物可能来自以下3个方面：

CMP后清洗机

  1. 抛光液

    抛光液中可能含有硅酸盐氧化物(SiO2 )、氧化铝(Al 2 O 3 ) 或氧化铈(CeO 2 )，这在很大程度上取决于我们为 CMP 抛光工艺选择的抛光液。

  2. 抛光垫。

    CMP 过程中使用的抛光垫，在大多数情况下，松散的衬垫材料很容易去除。通过传统的湿式表面清洁工艺，可以去除这种污染物。

  3. 抛光表面材料。

    金属污染物是最难去除的部分之一。它可以牢固地粘附在基板表面上，甚至嵌入晶圆表面。

CMP 后清洁工艺的措施

为了有效去除附着在CMP抛光基板表面的颗粒，CMP后清洗工程师应从不同方面考虑。

更改表面属性。

表面张力或润湿性在晶圆衬底清洁中起着重要作用。不同的表面张力将直接影响清洗效果。CMP 后工艺清洗工程师应确定晶圆表面状况，如亲水或疏水状况。在大多数情况下，亲水表面在冲洗掉污染物和减少水渍痕迹方面会提供更好的性能。

CMP 工艺中的抛光液的使用。

在日常的生产中，我们注意到酸性、中性或碱性基浆料在晶圆表面上产生不同的颗粒粘附结果。一般来说，碱性浆料对晶圆表面的附着力较低。总之，附着力越大，可能造成的表面划痕越大。

设置后 CMP 清洁

CMP后清洗工艺的设置方向是获得大于晶圆表面附着力的清洗去除力。为了获得更清洁的晶圆表面，现场工程师可以增加去除力或降低附着力。

    使用柔软的 PVA 海绵辊。

柔软的 PVA 海绵辊是增加去除力的最佳选择。PVA 海绵辊的柔软性会在接触到附着在基材表面的颗粒时发生变形。局部区域的变形会抬升表面的粒子。

    提高中高转速。

转速高时，去除力成比例增加。

降低颗粒粘附力。

通过选择合适的清洁剂及其添加剂将有助于降低颗粒粘附力。这主要是添加剂具有排斥力以降低一定程度的粘附力。一般情况下，加入少量氨作为添加剂。
CMP后清洗工艺是一门综合科学，需要进行细节研究和工艺优化。上面谈到的措施只是cmp后清洗工程师最入门的基础措施，如果想继续深入学习，可以加入我的知识星球。

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