晶片-水界面表面电荷对湿化学过程的重要性

在这次采访中，AZOM与托马斯·卢克博士关于半导体行业的谈话，表面电荷分析如何发挥重要作用，以及安东尼·帕尔如何影响该领域。

请您简要概述一下表面电荷分析在半导体领域有何益处?

图片来信：Anton Paar GmbH

当我们提到表面电荷分析，我们考虑材料和周围水溶液之间的界面的电荷。

关于半导体场，了解晶片 - 水界面处的电荷对化学蚀刻，晶片清洁和化学机械平面（CMP）等工艺非常重要。

CMP工艺不仅涉及晶片表面与诸如酸，碱或表面活性剂的溶质的相互作用，还包括与分散的浆料颗粒的溶质。欧洲杯猜球平台

表面电荷是晶圆表面和这些溶质或悬浮粒子之间静电力的引发器。欧洲杯猜球平台驱动静电相互作用的界面参数称为zeta势。它与电荷密度有关，被认为是表面电荷的代表指标，否则很难确定。

表面电荷的性质和在固体-水界面的zeta电位的位置使得这个参数不仅依赖于固体材料的表面化学，也依赖于周围水的组成，特别是水溶液的pH值和盐度决定了给定物质的ζ电位的符号和大小。

表面电荷和Zeta电位可以用Anton Paar的超过3．

在半导体生产中，用zeta电位分析可以解决的主要挑战是什么?

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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。欧洲杯猜球平台

为了使CMP浆料颗粒脱掉晶片表面，希望静电排斥的工艺条件是欧洲杯猜球平台理想的。测量晶片表面和浆料粒子的ζ电位允许预测CMP工艺的有效性。

当调整浆液的组成时，可以减少浆液颗粒在晶圆表面的吸附。欧洲杯猜球平台

浆液颗粒和具有不同表面涂层的晶圆的zeta电位分析有助于浆液制造商开发特定应用配方，并帮助欧洲杯猜球平台晶圆厂选择适合其晶圆的浆液。

粒子与表面的相互作用并不局限于半导体晶片。考虑CMP片，它不能将颗粒从一个晶圆转移到另一个晶圆，以避免交叉污染。欧洲杯猜球平台在清洗过程中，聚乙烯醇制成的刷子也容易引起颗粒沉积。

由焊盘和刷的高分子材料界面处的zeta电位和相应的溶液提供的信息支持采取措施避免不利的污染。欧洲杯足球竞彩

如何确定浆液颗粒和晶圆表面的ζ电位?欧洲杯猜球平台

需要两种不同的方法来评估泥浆颗粒和大材料表面的ζ电位。欧洲杯猜球平台在欧洲杯猜球平台分散中的粒子，如CMP浆液被认为是胶态样品，选择的方法是电泳光散射(ELS)，它可以应用于Litesizer 500．

在ELS中，施加在颗粒分散体上的电场，其驱动带电粒子朝向相应的电极移动。欧洲杯猜球平台通过记录激光束的散射光的强度和频移，间接测量颗粒迁移率。

对于大型固体样品，如半导体晶片，则采用一种不同但类似的技术:测量流动电位。这可以通过超过3实现。

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提供的仪器涵盖了zeta电位分析的两种方法，即Litesizer 500和超过3。

我如何想象为半导体晶片创建一个流通道?

原则上，解决办法很简单。你需要两块相同的样品，然后你将平面的活性表面层相对排列，从而通过一个小的毛细管距离将样品分开。

通常，这种方法需要切割样本，例如，1-2厘米大小²．由于同一样品后续用于其他分析技术或进一步的处理步骤是不可取的，因此需要一个样品容器超过3可用于半导体晶片的非破坏性Zeta电位分析，但也可以是其他固体样品，例如传感器芯片或用于最先进的光刻的传感器芯片或EUV掩模。

The small but acceptable drawback of this sample holder is the requirement to use a reference sample that completes the flow channel, i.e., one side of the channel is comprised of the sample, such as a wafer, and the opposite side faces the reference, preferably an already built-in high grade polymer.

Anton-Paar还提供其他用于晶圆生产的仪器吗？

图片来信：Anton Paar GmbH

Anton Paar提供用于监控薄膜质量、评估金属化过程中表面粗糙度、理解外层表面化学和描述晶圆缺陷的晶圆计量工具。

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是我们的原子力显微镜(AFM)，可在亚纳米尺度上提供可重复、定量和快速的表面粗糙度测量。

对于硅片的机械表面表征，Anton Paar提供了两种最先进的测量技术，即划痕测试和仪器压痕测试。

密度和浓度测量对于确定蚀刻物质的正确浓度是重要的，这是获得一致蚀刻结果的关键，以获得最高精度。Anton PAAR还提供萨克斯，粒子分析，固体密度分析和微波消解仪器。

你认为在制作过程中哪些方面可以改进? Anton Paar在这方面有什么帮助?

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，以及设计原材料和工艺以达到最高的效率和产品质量。欧洲杯足球竞彩

例如，纳秒测试与纳米狭窄测试结合，例如在集成电路开发期间提供对沉积的功能层的完全控制。

AFM能够通过确定晶粒尺寸和分布来确保金属化过程参数的变化不会导致键合问题。此外，具有化学耐哈氏合金u型管的密度计可快速测量氢氟酸浓度，有利于可重复的蚀刻过程。

可以找到许多其他的解决方案来改进这个过程这里．

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对应聘者

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，他一直参与仪器的开发和表面ζ电位分析的市场。2018年，他成为首席科学家，现在负责zeta电位材料表征应用的开发。他在科学期刊上合作发表了近100篇论文。

此信息来源于Anton Paar GmbH提供的资料。欧洲杯足球竞彩

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