Ke ana ʻana o ka Slurry Density ma ka Chemical Mechanical Planarization

Nā Hoʻolālā Hoʻomalu Hoʻohuihui Slurry

He mea nui ka kaohi pono ʻana i ka hoʻohuihui slurry i ke kaʻina hana planarization mechanical kemika no ka mālama ʻana i nā helu wehe mea like, hoʻemi i nā hemahema o ka ʻili wafer, a hōʻoia i ka like ʻana ma waena o nā wafers semiconductor. Hoʻohana ʻia kekahi mau ʻano hana a me nā ʻenehana e hoʻokō ai i kēia pololei, e kākoʻo ana i nā hana i hoʻomaʻamaʻa ʻia a me ka hua kiʻekiʻe o ka hāmeʻa.

Nā ʻenehana a me nā mea hana no ka mālama ʻana i ka hoʻohuihui slurry maikaʻi loa

Hoʻomaka ka kaohi ʻana i ka nui o ka slurry me ka nānā ʻana i ka manawa maoli o nā ʻāpana abrasive a me nā ʻano kemika i loko o ka slurry polishing. No ka slurry polishing Cerium oxide (CeO₂) a me nā ʻano CMP ʻē aʻe, he mea nui nā ʻano hana pololei e like me ke ana ʻana o ka nui o ka slurry inline. Hāʻawi nā mika nui o ka slurry ultrasonic, e like me nā mea i hana ʻia e Lonnmeter, i nā ana mau o ka nui o ka slurry, kahi e pili pono ana me ka nui o ka paʻa a me ke kūlike.

ʻO nā ʻano hana hoʻohui e komo pū me ka loiloi turbidity—kahi e ʻike ai nā mea ʻike optical i ka scatter mai nā ʻāpana abrasive i hoʻokuʻu ʻia—a me nā ʻano spectroscopic e like me UV-Vis a i ʻole Near-Infrared (NIR) spectroscopy e helu i nā reactants koʻikoʻi i loko o ke kahawai slurry. ʻO kēia mau ana ke kumu o nā ʻōnaehana hoʻomalu kaʻina hana CMP, e hiki ai ke hoʻoponopono ola e mālama i nā puka makani hoʻohuihui pahuhopu a hoʻemi i ka loli o ka batch-to-batch.

Hoʻohana ʻia nā mea ʻike electrochemical i nā ʻano hana i waiwai i nā ion metala, e hāʻawi ana i ka ʻike pane wikiwiki i nā ʻano ionic kikoʻī a me ke kākoʻo ʻana i ka hoʻomaikaʻi hou ʻana i nā noi ʻoihana semiconductor holomua.

Nā Loop Manaʻo a me ka Automation no ka Mana Loop Paʻa

Hoʻohana nui nā mea hoʻonohonoho lako planarization kemika-mekanika hou i nā ʻōnaehana kaohi loop pani e hoʻopili ana i ka metrology inline me nā ʻōnaehana dispensing automated. Hoʻopili pololei ʻia nā ʻikepili mai nā mika density slurry a me nā sensor pili i nā mea hoʻokele logic programmable (PLC) a i ʻole nā ​​​​ʻōnaehana kaohi i hoʻolaha ʻia (DCS). Hoʻāla koke kēia mau ʻōnaehana i nā valves no ka hoʻohui wai make-up, ka dosing slurry i hoʻopaʻa ʻia, a me ka injection stabilizer, e hōʻoiaʻiʻo ana e noho mau ke kaʻina hana i loko o ka envelope hana i koi ʻia i nā manawa āpau.

ʻAe kēia hoʻolālā manaʻo no ka hoʻoponopono mau ʻana i nā ʻokoʻa i ʻike ʻia e nā mea ʻike manawa maoli, e pale ana i ka over-dilution, e mālama ana i ka nui o ka abrasive, a me ka hōʻemi ʻana i ka hoʻohana kemika keu. No ka laʻana, ma kahi mea hana CMP throughput kiʻekiʻe no nā kikowaena wafer holomua, e ʻike kahi mika density slurry ultrasonic inline i kahi hāʻule o ka nui o ka abrasive a hōʻike koke i ka ʻōnaehana dosing e hoʻonui i ka hoʻolauna slurry, a hiki i ka hoʻi ʻana o ka density i kona setpoint. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā ʻoi aku ka nui o ka density i ana ʻia ma mua o ka kikoʻī, hoʻomaka ka logic control i ka hoʻohui wai make-up e hoʻihoʻi i nā ʻano kūpono.

Ke kuleana o ke ana ʻana o ka density i ka hoʻoponopono ʻana i ka wai make-up a me nā helu hoʻohui slurry

ʻO ke ana ʻana o ka nui o ka slurry ke kumu nui o ka kaohi ʻana i ka hoʻohuihui ikaika. ʻO ka waiwai nui i hāʻawi ʻia e nā mea hana e like me nā mika nui inline a Lonnmeter e hoʻomaopopo pololei i ʻelua mau palena hana koʻikoʻi: ka nui o ka wai make-up a me ka nui o ka hānai slurry i hoʻohuihui ʻia.

Ma ka hoʻonoho ʻana i nā mika density ma nā wahi koʻikoʻi—e like me ma mua o ka hoʻokomo ʻana o ka mea hana CMP a ma hope paha o ka mea hoʻohuihui kiko-hoʻohana—hiki i ka ʻikepili manawa maoli i nā ʻōnaehana hana ponoʻī ke hoʻoponopono i ka nui o ka hoʻohui wai make-up, a laila e hoʻoheheʻe ana i ka slurry i nā kikoʻī i makemake ʻia. I ka manawa like, hiki i ka ʻōnaehana ke hoʻololi i ka nui o ka hānai ʻana o ka slurry i hoʻopaʻa ʻia e mālama pono i nā ʻano abrasive a me nā kemika, e helu ana i ka hoʻohana ʻana i nā mea hana, nā hopena ʻelemakule, a me nā pohō i hoʻokumu ʻia e ke kaʻina hana.

No ka laʻana, i ka wā o ka holo planarization hoʻolōʻihi no nā ʻano 3D NAND, ʻike ka nānā ʻana i ka density continuous i ka slurry aggregation a i ʻole nā ​​​​​​ʻano hoʻonohonoho, e koi ana i ka hoʻonui ʻakomi ʻana i ka wai make-up a i ʻole ka hoʻoulu ʻana, e like me ka mea e pono ai no ke kūpaʻa o ke kaʻina hana. ʻO kēia loop control i hoʻoponopono paʻa ʻia he kumu ia i ka mālama ʻana i nā pahuhopu wafer-to-wafer a me nā pahuhopu uniformity i loko o ka wafer, ʻoiai ke emi nei nā ana o ka hāmeʻa a me nā puka makani kaʻina hana.

I ka hōʻuluʻulu manaʻo, hilinaʻi nā hoʻolālā hoʻomalu slurry i ka CMP i ka hui ʻana o nā ana in-line holomua a me nā pane loop pani automated. ʻO nā mika density slurry, ʻoiai nā ʻāpana ultrasonic e like me nā mea mai Lonnmeter, he kuleana koʻikoʻi ia i ka hāʻawi ʻana i ka ʻikepili hoʻonā kiʻekiʻe a kūpono hoʻi e pono ai no ka hoʻokele kaʻina hana koʻikoʻi i nā ʻanuʻu hana semiconductor koʻikoʻi. Hoʻemi kēia mau mea hana a me nā ʻano hana i ka loli, kākoʻo i ka hoʻomau ʻana ma o ka hoʻonui ʻana i ka hoʻohana ʻana i nā kemika, a hiki i ka pololei e pono ai no nā ʻenehana node hou.

Alakaʻi Koho ʻana i ka Mīkini Density Slurry no ka ʻOihana Semiconductor

ʻO ke koho ʻana i kahi mika mānoanoa slurry no ka planarization mechanical chemical (CMP) i ka ʻoihana semiconductor e koi ana i ka nānā pono ʻana i nā koi loea like ʻole. ʻO nā pae hana koʻikoʻi a me ka noi e pili ana i ka ʻike, ka pololei, ka kūlike me nā kemika slurry aggressive, a me ka maʻalahi o ka hoʻohui ʻana i loko o nā ʻōnaehana hoʻouna slurry CMP a me nā hoʻonohonoho lako.

Nā Koina no ka ʻIke a me ka Pololei

Aia ka mana o ke kaʻina hana CMP i nā ʻokoʻa liʻiliʻi o ka haku mele slurry. Pono ka mika density e ʻike i nā loli liʻiliʻi loa o 0.001 g/cm³ a ​​ʻoi aku paha. He mea nui kēia pae o ka ʻike no ka ʻike ʻana i nā loli liʻiliʻi loa i ka ʻike abrasive—e like me nā mea i loaʻa i loko o ka slurry polishing CeO₂ a i ʻole nā ​​​​slurries silica-based—no ka mea, pili kēia i nā helu wehe mea, ka planarity wafer, a me ka hemahema. ʻO kahi pae pololei maʻamau i ʻae ʻia no nā mika density slurry semiconductor he ±0.001–0.002 g/cm³.

Hoʻohālikelike me nā Slurries Aggressive

Hiki i nā slurries i hoʻohana ʻia ma CMP ke loaʻa nā nanoparticles abrasive e like me cerium oxide (CeO₂), alumina, a silica paha, i hoʻokuʻu ʻia i loko o nā media chemically active. Pono ka mika density e kū i ka hōʻike lōʻihi i nā ʻano abrasion kino a me nā ʻano corrosive me ka ʻole o ka neʻe ʻana mai ka calibration a i ʻole ka ʻeha ʻana i ka haumia. Pono nā mea i hoʻohana ʻia i nā ʻāpana pulu e inert i nā kemika slurry i hoʻohana pinepine ʻia.

Ka maʻalahi o ka hoʻohui ʻana

Pono nā mika mānoanoa slurry inline e kūpono maʻalahi i nā lako CMP e kū nei. ʻO nā mea e noʻonoʻo ai:

• Ka nui make liʻiliʻi a me ka emi ʻana o ke kaomi haʻahaʻa e pale aku ai i ka hoʻohuli ʻana i ka lawe ʻana o ka slurry.
• Kākoʻo no nā pilina hana ʻoihana maʻamau no ka hoʻokomo wikiwiki ʻana a me ka mālama ʻana.
• Hoʻohālikelike i ka hoʻopuka (e laʻa, nā hōʻailona analog/digital) no ka hoʻohui manawa maoli me nā ʻōnaehana kaohi slurry, akā me ka ʻole o ka hāʻawi ʻana i kēlā mau ʻōnaehana ponoʻī.

Nā Hiʻohiʻona Hoʻohālikelike o nā ʻenehana Sensor Alakaʻi

Hoʻokele nui ʻia ka kaohi ʻana o ka mānoanoa o nā slurries polishing ma o ʻelua mau papa sensor: nā mika e pili ana i ka densitometry a me nā mika e pili ana i ka refractometry. Lawe mai kēlā me kēia i nā ikaika e pili ana i nā noi ʻoihana semiconductor.

Nā Mita e pili ana i ka Densitometry (e laʻa, Ultrasonic Slurry Density Meter)

• Hoʻohana i ka wikiwiki o ka laha ʻana o ke kani ma o ka slurry, e pili pono ana i ka nui.
• Hāʻawi i ka linearity kiʻekiʻe i ke ana ʻana o ka density ma nā ʻano like ʻole o ka slurry a me nā ʻano abrasive.
• Kūpono loa no nā slurries polishing ikaika, e like me CeO₂ a me nā ʻano silica, ʻoiai hiki ke hoʻokaʻawale kino ʻia nā mea ʻike mai nā kemika.
• ʻO ke ʻano maʻalahi a me ka pololei maʻamau e kū i ke koi ma lalo o 0.001 g/cm³.
• ʻO ke kau ʻana ma ka laina maʻamau, e ʻae ana i ke ana manawa maoli i ka wā o ka hana ʻana o nā lako planarization mechanical mechanical.

Nā Mita e pili ana i ka Refractometry

• Ana i ka refractive index e hoʻoholo ai i ka nui o ka slurry.
• Loaʻa ka maikaʻi no ka ʻike ʻana i nā loli liʻiliʻi i ka haku mele ʻana o ka slurry ma muli o ke kiʻekiʻe o ka ʻike i nā hoʻololi o ka nui; hiki ke hoʻoponopono i nā loli hapa nui <0.1%.
• Eia nō naʻe, pili ka refractive index i nā loli o ke kaiapuni e like me ka mahana, e koi ana i ka calibration akahele a me ka uku ʻana i ka mahana.
• Hiki paha ke kaupalena ʻia ka launa pū ʻana o nā kemika, ʻoiai hoʻi i nā slurries ikaika loa a opaque paha.

ʻO ke ana ʻana i ka nui o nā ʻāpana ma ke ʻano he mea hoʻohui

• Hiki ke hoʻopilikia ʻia nā heluhelu density e nā loli i ka hoʻolaha ʻana o ka nui o nā ʻāpana a i ʻole ka hoʻākoakoa ʻana.
• Manaʻo ʻia ka hoʻohui ʻana me ka loiloi nui o nā ʻāpana manawa (e like me ka hoʻopuehu ʻana o ka mālamalama ikaika a i ʻole ka microscopy electron) e nā hana maikaʻi loa o ka ʻoihana, e hōʻoiaʻiʻo ana ʻaʻole nā ​​​​​​hoʻololi ʻana o ka density i ʻike ʻia ma muli wale nō o ka hōʻuluʻulu ʻana o nā ʻāpana.

Nā Manaʻo no nā Mīkini Density Inline Lonnmeter

• He loea ʻo Lonnmeter i ka hana ʻana i nā mika inline density a me ka viscosity, me ka ʻole o ka hāʻawi ʻana i nā polokalamu kākoʻo a i ʻole nā ​​​​hoʻohui ʻōnaehana.
• Hiki ke kuhikuhi ʻia nā mika lonnmeter e kū i nā slurries CMP abrasive, chemically active a ua hoʻolālā ʻia no ka hoʻokomo pololei ʻana i loko o nā lako hana semiconductor, e kūpono ana i nā pono no ke ana ʻana o ka nui o ka slurry i ka manawa maoli.

I ka nānā ʻana i nā koho, e kālele i nā pae hoʻohana koʻikoʻi: e hōʻoia i ka loaʻa ʻana o ka mika density i ka ʻike a me ka pololei e pono ai, ua kūkulu ʻia mai nā mea e kūlike me kāu kemika slurry, kū i ka hana mau, a hoʻohui pono i nā laina lawe slurry polishing i ke kaʻina hana CMP. No ka ʻoihana semiconductor, ʻo ke ana pololei ʻana o ka slurry density ke kākoʻo i ka like ʻana o ka wafer, ka hua, a me ka throughput hana.

Ka Hopena o ka Mana Hoʻomalu ʻana i ka Density Slurry ma nā hopena CMP

He mea koʻikoʻi ka kaohi pololei ʻana i ka slurry density i ke kaʻina hana planarization mechanical kemika. Ke mālama ʻia ka density like, e mau ana ka nui o nā ʻāpana abrasive i loaʻa i ka wā o ka polishing. Hoʻopilikia pololei kēia i ka helu wehe mea (MRR) a me ka maikaʻi o ka ʻili o ka wafer.

Ka hōʻemi ʻana i nā hemahema o ka ʻili wafer a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka WIWNU

Ua hōʻoia ʻia ka mālama ʻana i ka nui o ka slurry kūpono e hōʻemi i nā hemahema o ka ʻili wafer e like me nā microscratches, dishing, erosion, a me ka haumia o nā ʻāpana. Hōʻike ka noiʻi mai 2024 ʻo ka pae density i kāohi ʻia, ma waena o 1 wt% a 5 wt% no nā ʻano colloidal silica-based, e hāʻawi i ke kaulike maikaʻi loa ma waena o ka pono o ka wehe ʻana a me ka hoʻēmi ʻana i nā hemahema. Hoʻonui ka nui o ka density i nā collisions abrasive, e alakaʻi ana i ka piʻi ʻana o ʻelua a ʻekolu paha manawa o ka helu kīnā i kēlā me kēia kenimika kuea, e like me ka hōʻoia ʻana e ka microscopy ikaika atomika a me nā loiloi ellipsometry. Hoʻomaikaʻi pū ka mana paʻa o ka density i loko o ka wafer non-uniformity (WIWNU), e hōʻoia ana ua wehe like ʻia ka mea ma waena o ka wafer, he mea nui ia no nā mea semiconductor node holomua. Kōkua ka density kūlike i ka pale ʻana i nā excursions kaʻina hana e hiki ke hoʻoweliweli i nā pahuhopu mānoanoa o ka kiʻiʻoniʻoni a i ʻole ka flatness.

Hoʻonui ʻia ke ola o ka slurry a me ka hōʻemi ʻana i ke kumukūʻai o nā mea hoʻopau

ʻO nā ʻano hana hoʻomalu i ka nui o ka slurry—me ka nānā ʻana i ka manawa maoli me nā mika density slurry ultrasonic—e hoʻolōʻihi i ke ola pono o ka slurry polishing CMP. Ma ka pale ʻana i ka overdose a i ʻole ka dilution nui, hoʻokō nā lako planarization mechanical kemika i ka hoʻohana pono ʻana i nā mea hoʻopau. Hoʻemi kēia ʻano hana i ke alapine o ka hoʻololi slurry a hiki i nā hoʻolālā hana hou, e hoʻohaʻahaʻa ana i nā kumukūʻai āpau. No ka laʻana, ma nā noi slurry polishing CeO₂, ʻae ka mālama pono ʻana i ka density no ka hoʻoponopono hou ʻana i nā ʻāpana slurry a hoʻemi i ka nui o ka ʻōpala me ka ʻole o ka mōhai ʻana i ka hana. ʻO ka hoʻomalu pono ʻana i ka density e hiki ai i nā ʻenekinia hana ke hoʻihoʻi a hoʻohana hou i ka slurry polishing e noho nei i loko o nā paepae hana i ʻae ʻia, e hoʻokele hou ana i ka mālama kālā.

Hoʻonui ʻia ka hana hou ʻana a me ka Mana Hana no ka Hana ʻana o ka Node Kiʻekiʻe

Koi nā noi ʻoihana semiconductor hou i ka hana hou ʻana i ke kaʻina hana planarization kemika-mekanika. I ka hana ʻana o nā node holomua, ʻoiai nā loli liʻiliʻi i ka nui o ka slurry hiki ke hopena i ka loli ʻole i nā hopena wafer. ʻO ka automation a me ka hoʻohui ʻana o nā mika slurry density inline ultrasonic—e like me nā mea i hana ʻia e Lonnmeter—e hoʻomaʻamaʻa i ka hoʻihoʻi mau ʻana, manawa maoli no ka kaohi ʻana i ke kaʻina hana. Hāʻawi kēia mau mea hana i nā ana pololei i nā wahi kemika ʻino maʻamau o CMP, e kākoʻo ana i nā ʻōnaehana loop pani e pane koke i nā deviations. ʻO ke ana ʻana o ka density hilinaʻi ʻo ia hoʻi ka like ʻana mai ka wafer a i ka wafer a me ka kaohi paʻa ma luna o ka MRR, he mea nui ia no ka hana semiconductor sub-7nm. ʻO ke kau ʻana o nā lako pono—ke kūlana pololei i ka laina lawe slurry—a me ka mālama mau ʻana he mea nui ia e hōʻoia i ka hana pono o nā mika a hāʻawi i ka ʻikepili koʻikoʻi no ke kūpaʻa o ke kaʻina hana.

ʻO ka mālama ʻana i ka nui o ka slurry kūpono he mea nui ia no ka hoʻonui ʻana i ka hua huahana, ka hoʻemi ʻana i ka hemahema, a me ka hōʻoia ʻana i ka hana ʻana me ke kumukūʻai kūpono i nā kaʻina hana CMP.