滤液中 >0.5 μm 颗粒更少,滤芯就选它?

评价滤芯过滤性能时,一个常见做法是比较过滤后某个粒径阈值以上的颗粒浓度。这个数字很有用:它能告诉我们,滤液中还有多少颗粒超过了设定阈值。

但如果两款滤芯在不同粒径阈值上的结果正好相反,该怎么选?

滤芯的标称孔径不能理解成一条绝对的粒径截断线;检测报告中的 >0.5 μm 等阈值,则是在统计该粒径以上的颗粒。滤液在某个阈值上仍有读数,不能只凭“没有清零”判断过滤失效。已发表的 CMP 浆料研究也观察到,不同滤芯改变了颗粒分布,但过滤后的大颗粒并未全部消失。

一、两款滤芯的比较结果,取决于关注哪个粒径阈值

在一组 CMP 浆料过滤实验中,分别采用 A 品牌和 B 品牌两款滤芯,并在相同检测条件下测量原液及滤液。表中为各样品三次检测的颗粒浓度均值。

图1 原液分别用 A 品牌和 B 品牌两款滤芯过滤后的颗粒数
图1 原液分别用 A 品牌和 B 品牌两款滤芯过滤后的颗粒数
累计粒径阈值 原液 A品牌滤芯滤液 B品牌滤芯滤液
>0.5 μm 1,361,575 851,942 967,675
>3 μm 6,122 2,697 1,354
>10 μm 1,399 633 297

注:A/B 品牌仅用于匿名区分;表中数值为对应样品三次检测的平均读数。

可以看到,如果关注 >0.5 μm,A品牌滤芯滤液的浓度比 B品牌滤芯滤液低约 12%;如果关注 >3 μm,B品牌滤芯滤液的浓度则比 A品牌滤芯滤液低约 50%。同一组实验中,两个粒径阈值给出了不同的滤芯排序。

因此,筛选滤芯前要先明确:这道工艺、这个产品最关心哪个粒径阈值的残留颗粒?阈值需要结合具体产品和工艺目标确定。关注更大的尾端颗粒时,就应比较相应阈值的检测结果,并结合晶圆缺陷等工艺数据作判断。

二、过滤前后降了多少,也要逐个阈值看

在另一组过滤实验中,原液与滤液的颗粒浓度相差很大。但过滤前后的降幅,在不同粒径阈值上并不相同。

累计粒径阈值 原液均值 滤液均值 原液/滤液约为
>0.5 μm 164,222 2,333 70 倍
>3 μm 7,184 322 22 倍
>10 μm 492 56 8.8 倍

注:本组与上组分别分析,表中为各样品三次检测的平均读数。

>0.5 μm 的浓度降了约 70 倍,>10 μm 则降了约 8.8 倍。滤液中仍测得 >10 μm 颗粒,不能单凭这一点认定滤芯失效;要看该阈值下的残留浓度是否符合实际工艺要求。一个粒径阈值的降幅,也不能代表整条颗粒分布曲线的变化。同时还观察到:>0.5 μm 颗粒浓度从过滤前的十万级降到过滤后的千级。颗粒检测仪器有各自适用的浓度范围,因此评价过滤效果时,除了选对粒径阈值,也要考虑过滤前后的浓度数量级的差异。

已有氧化物 CMP 研究观察到,浆料过滤条件与晶圆缺陷密度存在关联。把滤液的分阈值颗粒浓度与晶圆缺陷数据结合起来,可以让滤芯筛选更贴近实际工艺。

三、过滤评价应回答三个问题

  1. 看哪个阈值?根据产品和工艺关注点设定 >0.5、>0.65、>1.3、>3、>5 或 >10 μm 等阈值。
  2. 滤液中还剩多少?同时看各阈值的滤液浓度和过滤前后的变化,不能只用一个降幅概括全部粒径。
  3. 与工艺结果是否一致?将关键阈值的重复检测结果与晶圆缺陷等数据结合,评价滤芯对实际工艺的适用性。

四、从原液到滤液,怎样完整观察颗粒变化?

滤液不一定是低浓度。一组实验中,两种滤液的 >0.5 μm 读数约为 85 万和 97 万;另一组滤液约为 2300。测量配置需要跟着样品的实际浓度走。

光起科技 Acona 系列可覆盖这一浓度跨度:Acona A7000 AD 支持自动稀释,样品浓度上限达 10⁹ 个/mL,适用于高浓度原液及滤液;Acona A7000 SIS 的样品浓度上限为 10,000 个/mL,适用于低浓度滤液。两款均支持 1024 个自定义粒径通道;若需比较 >0.5 μm 数据,SIS 应选配覆盖该阈值的量程。统一阈值和报告单位、核对两机结果后,即可比较过滤前后的颗粒变化。

图2 光起科技Acona的[自定义通道]拥有高自由度
图2 光起科技Acona的[自定义通道]拥有高自由度
图3 Acona A7000 AD产品照片
图3 Acona A7000 AD
图4 Acona A7000 SIS产品照片
图4 Acona A7000 SIS

过滤评价可以先从一个具体的问题开始:你要控制的颗粒,究竟集中在哪个粒径阈值以上?把这个问题说清楚,再看对应滤液的残留浓度,检测数据才能真正帮助筛选滤芯。

创建时间:2026-09-18
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