動(dòng)態(tài)表面張力在半導(dǎo)體行業(yè)的應(yīng)用

5G、人工智能、智慧交通等消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、計(jì)算機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)芯片的性能提出更高的要求，加快了芯片制程升級(jí)，從而帶動(dòng)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。半導(dǎo)體晶圓制造工藝包括擴(kuò)散，光刻，蝕刻，離子注入，薄膜生長(zhǎng)，拋光，金屬化等環(huán)節(jié)，需要用到各種特殊的液體，如顯影液，清洗液，拋光液等等，這些液體中表面活性劑的濃度對(duì)工藝質(zhì)量效果產(chǎn)生深刻的影響。

動(dòng)態(tài)表面張力在半導(dǎo)體晶圓清洗工藝的應(yīng)用

半導(dǎo)體晶圓清洗工藝要求

芯片制造技術(shù)的進(jìn)步驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體清洗技術(shù)快速發(fā)展。在單晶硅片制造中，光刻，刻蝕，沉積等工藝后均設(shè)置了清洗工藝，清洗工藝在芯片制造進(jìn)程中占比最大，隨著芯片技術(shù)節(jié)點(diǎn)不斷提升，對(duì)晶圓表面污染物的控制要求也越來(lái)越高。

為了滿(mǎn)足這些高的清潔度要求，清洗劑的濃度一定要保持在適當(dāng)?shù)臐舛确秶畠?nèi)，成功的清潔工藝有兩個(gè)條件：

1. 為了達(dá)成所需的清潔效果，清洗劑的濃度需要在規(guī)定范圍內(nèi)。

2. 在最后的漂洗過(guò)程后，須避免表面活性劑在硅晶圓上殘留，殘留的表面活性劑對(duì)后面的處理工藝會(huì)造成不利影響。

為了達(dá)到精確和潔凈的工藝效果，需要高純度和高可靠的清洗劑，清洗的好壞直接影響下一道工序，甚至影響器件的成品率和可靠性，然而在清洗工藝過(guò)程中，工人往往忽略監(jiān)控清潔和漂洗工序中表面活性劑的濃度，表面活性劑經(jīng)常過(guò)量。為了消除表面活性劑過(guò)量帶來(lái)的不利影響，往往要費(fèi)時(shí)費(fèi)力地增加漂洗工序。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀優(yōu)化監(jiān)控清洗槽液中清洗劑濃度

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀可以輕松精準(zhǔn)測(cè)量清洗槽液中表面活性劑濃度，使用工人可以根據(jù)消耗量進(jìn)行適量添加，提高工業(yè)清洗的穩(wěn)定性。不僅如此，在最后的漂洗工序中，可以通過(guò)使用析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀對(duì)槽液中殘留的表面活性劑濃度進(jìn)行測(cè)量，預(yù)判晶圓清洗質(zhì)量。

動(dòng)態(tài)表面張力在半導(dǎo)體晶圓切割工藝的應(yīng)用

半導(dǎo)體晶圓切割和CMP工藝要求

半導(dǎo)體晶圓切割是半導(dǎo)體芯片制造工藝流程中的一道必不可少的工序，在對(duì)晶圓進(jìn)行切割時(shí)，由于強(qiáng)機(jī)械力的作用，半導(dǎo)體晶圓邊沿容易出現(xiàn)微裂、崩邊；由于半導(dǎo)體晶圓表面應(yīng)力分布不均，容易導(dǎo)致在半導(dǎo)體晶圓制造中產(chǎn)生大量滑移錯(cuò)位，外延層錯(cuò)，甚至破裂等問(wèn)題，因此需要選擇性能優(yōu)越的切割液避免晶圓切割出現(xiàn)問(wèn)題。晶圓切割液含有表面活性劑，合適的表面活性劑濃度能保證漿料在線(xiàn)鋸及晶圓表面的附著量。

在半導(dǎo)體晶圓CMP工藝中，利用機(jī)械力作用于晶圓片表面，同時(shí)研磨液中的化學(xué)物質(zhì)與晶圓片表面材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)增加其研磨速率。為了讓研磨盤(pán)的潤(rùn)濕達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，在研磨液中需要加入表面活性劑。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀優(yōu)化監(jiān)控切割液和研磨液表面活性劑濃度

然而目前在晶圓切割和CMP工藝中，監(jiān)測(cè)切割液和研磨液表面活性劑濃度往往容易出現(xiàn)問(wèn)題，如果將樣品送到第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，成本高，且有一定時(shí)差，無(wú)法快速矯正表面活性劑濃度。德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀，可以快速簡(jiǎn)單測(cè)量切割液和研磨液動(dòng)態(tài)表面張力，量化數(shù)據(jù)呈現(xiàn)液體表面活性劑濃度，幫助工人迅速將實(shí)際值與期望值作比較，及時(shí)調(diào)整表面活性劑濃度。

動(dòng)態(tài)表面張力在半導(dǎo)體晶圓光刻工藝的應(yīng)用

半導(dǎo)體晶圓在光刻工藝中使用顯影劑溶解光刻膠，將光刻膠上的圖形精確復(fù)制到晶圓片上。四甲基氫氧化銨（TMAH）溶液是常用的顯影劑，人們往往在四甲基氫氧化銨（TMAH）溶液中添加表面活性劑，以降低表面張力，改善光刻工藝中光刻膠的粘附性，改善光刻顯影液對(duì)硅片涂膠面的潤(rùn)濕，使溶液更易親和晶圓表面，確保一個(gè)穩(wěn)定且不與表面幾何形狀相關(guān)的蝕刻過(guò)程。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀優(yōu)化監(jiān)控TMAH溶液表面活性劑濃度

使用德國(guó)SITA析塔可以實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)監(jiān)控TMAH溶液表面張力，并在設(shè)定的范圍內(nèi)自動(dòng)比較數(shù)據(jù)，使用工人可以在表面活性劑濃度超出限定值后，短時(shí)間迅速反應(yīng)采取相關(guān)措施。

動(dòng)態(tài)表面張力在半導(dǎo)體晶圓蝕刻工藝中的應(yīng)用

在太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)晶圓進(jìn)行蝕刻工藝，將顯影后的簡(jiǎn)要蝕刻區(qū)域的保護(hù)膜去除，在蝕刻時(shí)接觸化學(xué)溶液，達(dá)到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成型的效果，使用工人往往在蝕刻劑溶液中添加異丙醇IPA，以降低蝕刻劑溶液表面張力。

晶圓蝕刻工藝中容易存在的問(wèn)題是：蝕刻過(guò)程的對(duì)流會(huì)引起異丙醇的快速蒸發(fā)，蝕刻劑表面張力增加，蝕刻工藝質(zhì)量下降，因此需要將蝕刻劑中異丙醇濃度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，然而靜態(tài)表面張力的測(cè)量方法如拉環(huán)法和吊片法無(wú)法實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中動(dòng)監(jiān)測(cè)蝕刻劑溶液表面張力以得知異丙醇濃度。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀優(yōu)化監(jiān)控蝕刻溶液表面活性劑濃度

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀可以精確快速測(cè)量蝕刻劑溶液動(dòng)態(tài)表面張力，使用工人可以將測(cè)量值與實(shí)際所需值進(jìn)行對(duì)比，得出異丙醇濃度是否在規(guī)定范圍內(nèi)，如超出限定值后，則可以在短時(shí)間內(nèi)快速采取相應(yīng)措施，達(dá)到高質(zhì)量的蝕刻工藝和避免異丙醇過(guò)量，節(jié)省成本。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀介紹

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀采用氣泡壓力法測(cè)量液體動(dòng)態(tài)及靜態(tài)表面張力，通過(guò)智能控制氣泡壽命，測(cè)出液體中表面活性劑分子遷移到界面過(guò)程中表面張力的變化過(guò)程，即連續(xù)的一系列動(dòng)態(tài)表面張力值以及靜態(tài)表面張力值。

德國(guó)析塔SITA動(dòng)態(tài)表面張力儀，共有4種型號(hào)。

翁開(kāi)爾是德國(guó)析塔SITA中國(guó)指定代理，如需了解各種關(guān)于析塔表面張力儀信息以及應(yīng)用，歡迎致電13202947058咨詢(xún)。