Page 24 - 材料分析層層把關先進製程設備零缺陷

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3.護層表面副產物之厚度與成份
表面較緻密，右圖可看到在表層形 成一層較厚的YOF層，推論這層會 是抵抗後續含氟電漿蝕刻作用的 最佳保護。因此在最新抗腐蝕材料 YOF的研究，其相關鍍層技術也如 火如荼的進行。
藉由AFM，CMP製程缺陷一 覽無遺
關於上述大型設備零件的 研究試樣(coupon)，通常都需 要裁切成10~20mm左右較小的 尺寸，方能送進真空分析設備(如 SEM、DB-FIB)進行觀察分析。iST 宜特材料分析實驗室針對尺寸為6 吋以下如光罩的試樣，均可直接進 行DB-FIB的檢測、斷面、採樣與 成份分析;此外，透過外部合作廠 商，iST宜特材料分析實驗室也可 提供大腔體SEM分析服務，提供 承載12吋的零件無需額外破片， 即可直接檢測，並同步進行EDS 分析。
分析
當然，如果進一步想要更精確 地得知這層副產物的厚度、成份， 則須採用TEM與EDS來進行高解像 的微區觀察與分析。
如圖6為Y2O3鍍層使用SF6電漿 表面處理後的斷面TEM微區觀察， 左圖可看出在用SF6電漿處理過的
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此外，在後段製程設備中的化 學機械研磨(CMP)也會影響產品良 率。當金屬與介電層厚度尺寸更 小、線路密集度更高時，CMP研磨 蝕刻容易不均，進而形成殘留物， 發生電路漏電等異常現象。
圖6:鍍層Y2O3使用SF6電漿表面處理後的樣品斷面TEM觀察。 (Coatings 2020, 10, 637 Wei-Kai Wang, etc)
圖7:金屬銅線路在CMP研磨前(左)與後(右)的AFM分析結果比較。
因此在CMP階段，需特別關注 殘留或微粒產生。一般在CMP製程 前後，可以藉由AFM來分析蝕刻變 化或殘留痕跡等，作為後續改善的 參考依據。如圖7為密集的銅線路 在經過CMP製程後，使用AFM量測 分析研磨前後的變化，除了進行蝕 刻率的分析外，亦可觀察到研磨產 生的微粒殘留現象，這些都是提供 CMP製程參數調整的重要指標。
綜觀以上各種不同製程階段 所需要的設備，均有相對應的材料 分析工具可供解答，目的都是為了 尋求最合適、最耐用的材料，促使 先進製程設備達到零缺陷。
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