引言

為了LSI的小型·高性能化， 為了實(shí)現(xiàn)高精度的基板表面粗糙度，在制造工序中推進(jìn)了微細(xì)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(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和供給的藥液流動(dòng)，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(jī)制， 對(duì)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(shí)，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(shí)別藍(lán)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(jìn)行報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)

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(xué)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(lán)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(yù)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(dòng)，動(dòng)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(shí)驗(yàn)條件為曝光時(shí)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(duì)來自照相機(jī)的暗電流噪音進(jìn)行去除處理的結(jié)果。其次，為了強(qiáng)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(lán)色成分圖像（PVA刷散射光）的對(duì)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(duì)比度提高到4倍，再次進(jìn)行顏色結(jié)合。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(shí)別的情況。實(shí)驗(yàn)中可以觀察到附著在發(fā)出藍(lán)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(shí)別的現(xiàn)象。在這個(gè)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(dòng)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(shí)觀察二氧化硅納米顆粒的行為時(shí)使用熒光顆粒，實(shí)現(xiàn)了PVA刷和納米顆粒的顏色識(shí)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