表面电荷对湿化学过程的晶片 - 水界面的重要性

在这次采访中，AZoM与Thomas Luxbacher博士谈论了半导体行业，表面电荷分析如何发挥重要作用，以及Anton Paar如何影响该领域。

请您简要概述表面电荷分析如何在半导体领域有益吗？

图片来源:Anton Paar GmbH

当我们参考表面电荷分析，我们考虑材料与周围水溶液界面处的电荷。

在半导体领域，了解晶片-水界面的电荷对于化学蚀刻、晶片清洗和化学-机械平化(CMP)等过程非常重要。

CMP过程不仅涉及晶圆表面与溶质(如酸、碱或表面活性剂)的相互作用，而且还涉及分散的浆状颗粒。yabo214

表面电荷是晶片表面和这些溶质或悬浮颗粒之间的静电力的引发剂。yabo214驱动静电​​相互作用的界面参数称为Zeta电位。它与电荷密度有关，并且被接受为表面电荷的代表指示器，否则难以确定。

表面电荷的性质和固体水界面处的Zeta电位的位置使得该参数不仅取决于固体材料的表面化学，而且还依赖于固体材料的表面化学，而且还在含水周围的组合物上，尤其是pH和盐度水溶液确定给定材料的Zeta电位的符号和幅度。

表面电荷和Zeta电位可以用Anton Paar的超越3.．

可以通过Zeta潜在分析满足半导体生产中的主要挑战是什么？

图片来源:Anton Paar GmbH

让我们再次考虑CMP过程:晶圆片和CMP浆状粒子各自承担各自的电荷和静电力主导晶圆-粒子相互作用。yabo214

为了使CMP浆液颗粒远离晶圆表面，需要有利于静电斥力的工艺yabo214条件。测量晶圆表面和浆液粒子的zeta电位可以预测CMP过程的有效性。

当调整浆料的组成时，可以减少浆料表面上的浆料颗粒的吸附。yabo214

具有不同顶涂层的浆料颗粒和晶片的Zeta电位分析，辅助浆料制造商在选择适合于晶片的浆料中的yabo214应用特异性配方和晶片Fab。

颗粒表面相互作用不限于半导体晶片。考虑CMP焊盘，其不得将颗粒从一个晶片传递到另一个晶片以消除交叉污染。yabo214在清洁过程中，由PVA制成的刷子也具有吸引力的颗粒沉积。

通过焊盘和刷子的聚合物材料与相应解决方案之间的界面处提供的信息提供的信息支持采取措施，以避免不利的污染。亚博网站下载

如何确定浆料颗粒和晶片表面的Zeta电位？yabo214

需要两种不同的方法来评估浆料颗粒和大型材料表面的Zeta电位。yabo214分yabo214散体中的颗粒，例如CMP浆料被认为是胶体样品，并且选择的方法是电泳光散射（ELS），其可以应用LiteSizer 500.．

在ELS中，电场作用在粒子弥散上，驱动带电粒子向相应的电极移动。yabo214通过记录激光束散射光的强度和频移来间接测量粒子迁移率。

对于大型固体样品，例如半导体晶片，采用不同的类似技术：测量流电位。这可以用超过3。

在该方法中，固体样品以这样的方式布置，以提供毛细管流动通道。将压力梯度施加在测试溶液上，这迫使该液体流过毛细管通道。液体流产生电位，被记录为流势。

尽管这两种技术产生完全不同的原始信号，计算的ζ电位有一个单一的理论来源，电泳光散射和流动电位测量得到的结果具有可比性。

Anton Paar提供仪器，涵盖Zeta电位分析的方法，即LiteSizer 500和超级3。

如何想象半导体晶片的流动通道的创建？

原则上，解决方案很简单。您需要两件相同的样品，然后将扁平的有源表面层对齐，从而通过小毛细管距离分离样品。

通常，这种方法需要将样品切割，例如，尺寸为1-2厘米²．由于这对于随后使用与其他分析技术或进一步的处理步骤的相同样本来说是不希望的，因此用于超越3.可用于半导体晶片的无损zeta电位分析，也可用于其他固体样品，如传感器芯片或最先进的光刻EUV掩模。

这个示例持有人虽小但可以接受的缺点是要求使用一个参考样本,完成流道,也就是说,一方的通道是由样本,如晶片,和对面的面孔参考,最好是一个已经内置优质聚合物。

Anton-Paar是否也提供晶圆生产的其他仪器?

图片来源:Anton Paar GmbH

安东尼PAAR提供用于监测薄膜质量的晶片计量工具，在金属化期间评估表面粗糙度，了解外层的表面化学并表征晶片缺陷。

我们的仪器在整个晶圆制造过程中帮助确定和调整许多不同的参数，从薄膜到测试、组装和封装，以创造更好的最终产品。

TOSCA，我们的原子力显微镜（AFM），可在子纳米级上提供可重复的，定量和快速的表面粗糙度测量。

对于晶片的机械表面表征，Anton Paar提供了两种最先进的测量技术，即划痕测试和仪表压痕测试。

密度和浓度测量对于确定正确的蚀刻物质浓度非常重要，这是获得一致的蚀刻结果和最高精度的关键。Anton Paar还提供SAXS，粒子分析，固体密度分析和微波消解仪器。

您认为生产过程的哪些方面可以得到改进，以及Anton Paar如何帮助您？

在生产过程中测量某些参数意味着控制它们并能够对变化作出反应，以及设计原料和工艺以达到最高效率和产品质量。亚博网站下载

例如，纳米划痕测试与纳米压痕测试相结合，可以在集成电路开发过程中全面控制沉积的功能层。

AFM能够确保金属化过程参数的变化通过确定晶粒尺寸和分布，不会导致粘合的问题。此外，具有含有化学抗性哈氏合金U形管的密度计以快速测量氢氟酸的浓度是有益的再现蚀刻工艺。

可以找到许多改善此过程的其他解决方案在这里．

进一步材料的链接：亚博网站下载优化晶圆片生产的解决方案-手册

关于受访者

Thomas Luxbacher博士收到了他的博士学位。1996年在格拉茨技术大学的技术化学中。他在2003年加入Anton Paar之前担任半导体和汽车领域的产品经理。

从那时起，他一直参与了仪器和市场Zeta潜在分析的市场的发展。2018年，他成为主要科学家，现在负责通过Zeta潜力的材料表征申请的发展。他在科学期刊上共同撰写了几乎100个出版物。

此信息已被源地，审查和调整Anton Paar GmbH提供的材料。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问安东洼地GmbH是一家。