引言

為了LSI的小型·高性能化， 為了實現(xiàn)高精度的基板表面粗糙度，在制造工序中推進了微細且多層布線化。 要求使用粒徑100 nm以下的納米粒子的CMP（Chemical Mechanical Polishing）工程。 工藝后晶圓上殘留納米粒子，成為產(chǎn)生缺陷產(chǎn)品的原因[1， 2]拋光后的清洗之一是利用軟PVA（Polyvinyl Alcohol）刷直接接觸清洗晶圓。 通過具有內(nèi)部孔和結(jié)構(gòu)凹凸的刷子的機械旋轉(zhuǎn)運動和供給的藥液流動，附著在表面的納米粒子從晶圓上脫離[3]。在清洗過程中，觀察表面上的拋光納米粒子的清洗現(xiàn)象。 闡明機制， 對于更有效的納米粒子清洗是必不可少的。

在本研究中使用漸逝光的PVA刷的氮化膜上的納米二氧化硅粒子接觸清洗現(xiàn)象的觀察[4]中，PVA刷與基板表面接觸使粒子從表面脫離時，由于PVA刷的散射光明亮，所以很難觀察與納米二氧化硅粒子的相互行為。因此，在本稿中，通過使用與PVA刷不同波長的熒光特殊納米二氧化硅粒子，識別藍色散射光的PVA刷和紅色熒光的納米二氧化硅粒子，觀察表面附近的接觸清洗現(xiàn)象，因此進行報告。

實驗

圖1顯示了PVA刷的接觸擦洗。通過向晶圓表面的PVA刷旋轉(zhuǎn)接觸和藥液供給的并用，使附著在基板上的100 nm以下的二氧化硅研磨粒子脫離。由于該納米尺度現(xiàn)象在距離表面數(shù)百nm的范圍內(nèi)高度發(fā)生，本研究中如圖2所示，通過使用僅在表面附近局部存在的漸逝光來觀察現(xiàn)象。

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光學系統(tǒng)顯微鏡的裝置概要如圖5所示。玻璃透鏡上含有熒光劑只密封在內(nèi)部的粒徑為100±20nm的納米二氧化硅粒子將具有的懸浮液滴下。藍色激光從透鏡曲面?zhèn)热肷?，在透鏡平面部分和懸濁液的邊界上全反射，在懸濁液側(cè)產(chǎn)生漸逝光。預先通過純水處于濕狀態(tài)的PVA刷的結(jié)節(jié)在玻璃表面滑動，動態(tài)觀察附著在表面上的納米二氧化硅顆粒脫離的情況。

實驗條件為曝光時間20ms， 拍攝度為50fps，取得觀察玻璃透鏡上的清洗現(xiàn)象的圖像。 利用Bandpass filter對來自照相機的暗電流噪音進行去除處理的結(jié)果。其次，為了強調(diào)PVA刷和熒光二氧化硅粒子的散射光， 將取得的原始圖像分為2種顏色后，將藍色成分圖像（PVA刷散射光）的對比度提高到2倍，將紅色成分圖像（熒光二氧化硅粒子散射光）的對比度提高到4倍，再次進行顏色結(jié)合。通過這個實驗，嘗試觀察了與PVA刷一起接近玻璃表面的納米二氧化硅粒子通過顏色被識別的情況。實驗中可以觀察到附著在發(fā)出藍色散射光的PVA刷上，或者侵入內(nèi)部的粒子通過紅色熒光被明確識別的現(xiàn)象。在這個現(xiàn)象中，觀察到了存在于表面附近的納米二氧化硅粒子在表面與刷一起行動后，從玻璃表面慢慢脫離的情況。

討論和總結(jié)

通過在使用漸逝光的接觸洗滌時觀察二氧化硅納米顆粒的行為時使用熒光顆粒，實現(xiàn)了PVA刷和納米顆粒的顏色識別，從而可以更清楚地觀察基板表面附近的刷和顆粒的相互行為。

審核編輯：湯梓紅