研磨液 (Slurries & Chemicals)

前言：

    既然是化學機械研磨，則化學反應就是一項不得不深入探討的一們學問，提供化學藥品及研磨助劑的藥液我們稱之為研磨液，它是由主成分的水、加入簡單酸鹼藥品、緩衝溶液、分散劑或介面活性劑、研磨粒子(Abrasive)、氧化劑等等...

    所以研磨液要面臨的問題有，(A)CMP研磨期間的研磨率、分布效果、刮傷、凹陷等。 (B)一般的調配、過濾、保存等。 (C)廢液的處理、污泥的處置等。

Solution 主要成分：

    DI water

    Chemicals (待續)

Abrasive 主要成分：

    SiO2,Al2O3,CeO2 (待續)

膠體溶液：

    研磨液可以算是一種膠體溶液，研磨粒子以穩定的大小懸浮在溶液之中，我們擔心的是粒子在不穩定的環境中會成長，會造成晶片刮傷的產生、或粒子殘留在晶片表面，當然在廢水處理時候，思考的方式是倒過來的；Abrasive在 slurry調配或使用時聚結，可根據密西根大學 Dr. Weber之理論認為，凝結機構可歸納為 1.電雙層之壓縮 2.吸附及電性中和 3.沉澱物之絆除 4.吸附及架橋作用。其中電雙層理論最常用來解釋Slurry的一些現象，每一種調配好的溶液，皆可測出電雙層電位(Zeta Potential),當電雙層電位的絕對值愈小(愈接近"0")的時候，粒子間的吸引力會變大，容易產生凝聚的現象，而改變電雙層電位的方法是改變溶液的pH值，也就是添加簡單酸鹼藥品，當然也可添加緩衝溶液或介面活性劑，直接改變 Zeta-pH 圖形。

氧化劑溶液 for Metal/CMP：

    E-pH (wait please)

研磨液的品質控制：

研磨布製程選擇上的考量：

    1.高純度，而且能確保高研磨率的研磨液。
    2.研磨液在循環使用之回收系統。
    3.降低CMP製程費用。
    4.減少事業廢棄物的量。
    5.適用於低介電常數絕緣層之研磨液。
    6.高選擇性之研磨液。
    7.研磨後晶面品質良好。
    8.研磨液穩定性良好。
    9.砥粒之材質、粒徑分布選定。
    10.氧化劑的選擇。

常見的研磨液製造/供應商

  1.Cabot(美)

  2.SEMI(日)

  3.Rodel(美)

  4.Tama Chemical(日)

  5.Fujimi(日)

  6.Eternal,長興化工

  7.JSR,日本合成橡膠(日)

  8.Mitusbishi Material(日)

  9.Shibaura(日)

 10.Hitachi Chemical(日)