两款不同配方的金刚石CMP浆料中稳定性检测方案(粒子分散分析)

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 1，Diamond 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1是CMP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2是CMP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;而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。 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 1，Diamond CMP 2n  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℃,2hn  测试结果：1-图谱描述：1-TransmissionProfile of Diamond CMP 1    上图1是CMP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2是CMP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;而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。