Bewertung der Anzahl großer Partikel in frischen und gealterten CMP-Schlämmen aus verschiedenen Einsatzorten
Ein europäischer Hersteller von Wafern für Halbleiter wandte sich an BRAVE Analytics, um mehr über seine Slurries zu erfahren. Das Unternehmen setzte dasselbe Slurry-Produkt mit unterschiedlichen Rezepturen an verschiedenen Stellen ein.
Herausforderung
Die Schlämme 1 und 2 wurden gemischt, aufbereitet und über eine fest installierte Rohrleitung als Teil der Anlageninfrastruktur zugeführt. Die Schlämme 3 und 4 wurden gemischt, aufbereitet und über ein kleineres mobiles Rohrleitungssystem zugeführt. Der Hersteller bewertete die Schlämme 1 und 2 (aus der fest installierten Rohrleitung) nach Auswertung der Endergebnisse des CMP-Prozesses besser als die Schlämme 3 und 4.
Das Unternehmen wollte herausfinden, warum die Schlämme aus der installierten Rohrleitung eine bessere Leistung zeigten als die Schlämme aus der mobilen Rohrleitung. Da es häufig zu einer zeitlichen Verzögerung zwischen dem Mischen und der Verwendung kam (siehe Tabelle 1), lautete eine Hypothese, dass sich die Schlämme mit der Zeit zersetzten und dies zu einer Verringerung des Erfolgs des Polierprozesses führte.
Proben und Messaufbau
Die vier Schlammproben wurden mit dem Mikropartikeldetektor BRAVE B-Phat gemessen. Dieses Gerät erkennt einzelne Partikel im Größenbereich von 2 μm bis 80 μm. Alle Proben wurden im Verhältnis 1:2 mit MilliQ-Reinstwasser verdünnt.
Eckpunkte
Die Messung der Anzahl großer Partikel (LPC-Wert) in den vier Proben zeigt kaum Unterschiede zwischen den frischen und den gealterten Proben aus den einzelnen Entnahmestellen, jedoch einen deutlichen Unterschied zwischen den Schlämmen aus der fest installierten Rohrleitung und denen aus der mobilen Rohrleitung (siehe Abbildung 1).
Die Schlämme 1 und 2 aus der fest installierten Rohrleitung wiesen eine geringere Anzahl großer Partikel pro Milliliter auf als die Schlämme 3 und 4 aus der mobilen Rohrleitung.
Abbildung 1: Vergleich der Slurries 1, 2, 3 und 4 (Einzelheiten siehe Tabelle 1), aus dem hervorgeht, dass die Anzahl großer Partikel im Laufe der Zeit bei Slurries 3 und 4 bei etwa 2500 Partikeln pro ml und bei Slurries 1 und 2 bei etwa 1800/2000 Partikeln pro ml stabil bleibt.
Legende:
Schlamm 1 (aus installierter Rohrleitung, frische Probe = blau) und Schlamm 2 (aus installierter Rohrleitung, gealterte Probe = orange); Schlamm 3 (aus mobiler Rohrleitung, frische Probe = grün) und Schlamm 4 (aus mobiler Rohrleitung, gealterte Probe = rot)
Tabelle 1: Beschreibung der Proben
Abbildung 2: Oben: Größenverteilungshistogramm der Messungen an den Schlämmen aus der installierten Rohrleitung. Schlamm 1 (aus der installierten Rohrleitung, frische Probe = blau) und Schlamm 2 (aus der installierten Rohrleitung, gealterte Probe = orange) zeigen eine etwas höhere Anzahl größerer Partikel in der gealterten Probe. Unten: Größenverteilungshistogramm der Messungen an den Schlämmen aus der mobilen Rohrleitung. Schlamm 3 (aus der mobilen Rohrleitung, frische Probe = grün) und Schlamm 4 (aus der mobilen Rohrleitung, gealterte Probe = rot) zeigen eine sehr ähnliche Anzahl großer Partikel in den beiden Proben.
Vorteile & Ausblick
Vier verschiedene Schlammproben wurden mit dem leistungsstarken BRAVE B-Phat-Detektor für große Partikel analysiert, der präzise Konzentrationsdaten und detaillierte Größenhistogramme lieferte. Diese fortschrittliche Partikelgrößenmessungstechnologie lieferte wertvolle Erkenntnisse über die Zusammensetzung und den Gesamtzustand des Schlamms.
Das Verständnis des Partikelprofils innerhalb einer Slurry ermöglicht eine optimierte Rezepturentwicklung. Dies führt zu einer verbesserten Qualität, einer höheren Prozessstabilität, weniger Defekten und einer deutlichen Steigerung der Waferausbeute. Darüber hinaus ermöglicht BRAVE B-Phat auch die Beurteilung der Slurry-Alterung und der Langzeitstabilität und liefert ein klares Bild der Qualität des gelieferten Materials.
Darüber hinaus ermöglicht BRAVE B-Phat auch die Bewertung der Alterung und Langzeitstabilität von Schlämmen und liefert so ein klares Bild der Qualität des gelieferten Materials.
Dies macht es zu einem unverzichtbaren Werkzeug für eine zuverlässige Eingangskontrolle und Lieferantenqualifizierung. Mit seiner Fähigkeit zur Echtzeit-Online-Überwachung und -Bewertung von Schlämmen bietet BRAVE B-Phat eine intelligentere Schlammüberwachung, die den Weg zu einer maximalen Prozesskontrolle bei minimalen Produktfehlern ebnet.
Konfiguration:
Standalone BRAVE B-Phat Mikropartikeldetektor mit Fluid-Automatisierungsmodul, Kontroll- und Evaluierungsmodul & Software
Der in diesem Fall verwendete Analyseaufbau
Das eigenständige Gerät BRAVE B-Phat erkennt und misst große Partikel auf der Grundlage dynamischer Bildgebungs-/Verdunkelungsprinzipien.
Es kann zur Bewertung von PFAT5-Werten, zur Erkennung großer Aggregate, großer Partikeltails und Anomalien verwendet werden.
Auch für die vorausschauende Wartung nützlich.
