
CMP過濾是諸多半導(dǎo)體過濾工藝中比較有趣且特殊的的一環(huán)關註。它不同于其他過濾工藝,對固體雜質(zhì)要求“寧錯殺示範,不放過”建強保護,在CMP Slurry 過濾中為產業發展,我們理想的狀態(tài)是“不放過一個壞人開放要求,不冤枉一個好人”基本情況。
概念簡述
CMP全稱化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing)或者叫化學(xué)機(jī)械平坦化(Chemical Mechanical Planarization)帶動擴大。是一個化學(xué)腐蝕+物理研磨的平坦化過程可以使用,可以把表面粗糙度打磨到1納米以下進入當下。
CMP工藝在半導(dǎo)體生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。半導(dǎo)體工藝效高化,對晶圓表面的平坦度有著幾近苛刻的要求新體系,這是因為在光刻的時候,需要晶圓表面絕對的平坦創造,才能才能保證光刻圖像清晰不失焦不難發現。

光刻機(jī)鏡片粗糙度RMS小于0.05nm
不僅晶圓需要CMP打磨,濕法刻蝕后要打磨緊致腐蝕的粗糙面方便涂膠沉積設備製造;淺槽割離(SEI)后要打磨發展需要,磨平多余的氧化硅,完成溝槽填充管理;金屬沉積后要打磨顯示,去除溢出的金屬層雙向互動,防止器件短路
CMP過濾要點
① Filtration Retention
Cmp漿料過濾與其他料液過濾要求不同,在CMP Slurry過濾工藝中設計能力,理想狀態(tài)下品牌,我們希望直徑大于某個值的顆粒能被過濾,而小于這個值的顆粒則保留更為一致,使研磨液的平坦化效果達(dá)到最佳等形式。
在實際工序中很難達(dá)到這一理想狀態(tài),部分符合工藝要求的顆粒會被截留研究與應用,造成性能損失相貫通;部分超過要求直徑的顆粒會流入后端,造成表面缺陷積極影響。
下圖三條曲線紅色表示常規(guī)過濾器對不同直徑顆粒過濾比率自動化方案,紫色表示理想狀態(tài)下不同直徑顆粒被濾除的比率,藍(lán)色表示實際CMP過濾工藝對不同直徑顆粒的過濾比越來越重要。我們由圖可知互動講,在實際過濾工藝中,仍然有一部分合格的研磨顆粒被濾除像一棵樹,而一部分直徑過大的顆粒流入過濾器下游。

② Shear Stress Effect
CMP漿料過濾的一個難點在于去突破,經(jīng)過優(yōu)異的過濾工藝能運用,Slurry中的大顆粒都被濾除,但保留下來的小顆粒會在應(yīng)力作用下聚結(jié)成團(tuán)智能設備,變成能對晶圓表面造成損傷的大顆粒不可缺少。
造成這個現(xiàn)象的原因,除了有納米級顆粒自身的吸附力外特點,過濾纖維的剪應(yīng)力也會擠壓小顆粒成團(tuán)積極回應。因此減少應(yīng)力是CMP過濾工藝的重點。
下圖表示不同應(yīng)力下顆粒聚團(tuán)的數(shù)值又進了一步。

③ Idle effect-Filtration
在靜置過程中多種場景,研磨液中固體顆粒的尺寸會變大,將會影響漿料在研磨過程中的性能規劃。因此大部分半導(dǎo)體廠家會將研磨液在容器罐中不斷循環(huán)過濾擴大公共數據,以避免結(jié)團(tuán)的比率。

大立解決方案
大立為半導(dǎo)體工藝中的CMP過濾研制PSWM系列濾芯帶動擴大。

PSWM系列濾芯采用納米級纖維膜核心技術體系,具有更低的流量壓差,在減少應(yīng)力持續發展、降低顆粒結(jié)團(tuán)比率的同時必然趨勢,有效延長了濾芯使用壽命促進善治。

PSWM由內(nèi)到外的梯度結(jié)構(gòu),能實現(xiàn)對CMP的slurry精準(zhǔn)過濾多樣性,高效攔截大顆粒發揮效力,放行有效顆粒。
