在半导体制造过程中，为了实现晶圆表面的平滑和均匀，CMP工艺发挥着至关重要的作用。CMP抛光液利用物理研磨和化学腐蚀双重作用，先与晶圆表面发生化学反应生成一层软化层，然后用浆料磨料和抛光垫去除氧化层，从而实现对晶圆的精密抛光。然而，CMP过程中抛光液中的颗粒不可避免地会黏着于晶圆表面，若在后清洗环节不彻底清除这些残余颗粒，将严重影响后续制程的质量和最终产品的性能。

在后清洗环节中，如果晶圆表面和残留颗粒之间的Zeta电位差异较大，且为相反符号（即一正一负），则两者之间会存在较大的静电吸引力，不仅使得颗粒难以被清洗掉，而且清洗后也极易再次吸附到晶片表面。因此要想让CMP研磨液和半导体晶圆之间达到一个干净的清洗效果，必须克服两者之间的静电吸引力，并最好调控颗粒的Zeta电位，使它们之间带上相同电荷而产生排斥力。

抛光硅晶片上吸附的玷污微粒的吸附状态控制和去除

（来源：参考文献1）

根据Stern双电层理论，带电颗粒会吸附分散体系中的反相电荷的粒子，颗粒表面的离子被强力束缚，距离较远的离子则形成一个相对松散的电子云，电子云的内外电位差就叫Zeta电位。通常，ZETA电位的调控可通过控制PH值实现，例如在清洗过程中，如果残余粒子的Zeta电位为正值，适当加入酸，颗粒会得到更多的正电荷，Zeta电位绝对值变大；而当加入碱时，颗粒的电荷将会被中和，使Zeta电位绝对值变小，直至达到零Zeta电位点后再次升高，并为负值，若此时，晶圆表面电荷为负值，则能够产生较大的静电互斥力，而实现高质量的清洗。

PH对Zeta电位的影响（来源：材料与器件检测技术中心）

为了实现ZETA电位的可控控制，使晶圆达到干净的清洗效果，采用先进的Zeta电位技术评价研磨液和半导体之间的相互静电作用关系必不可少。大塚电子（苏州）有限公司推出的ELSENEO系列ZETA电位测试系统通过采用电泳光散射法，并结合电渗透测量和绘图分析，不仅能够将颗粒的电泳速度测量问题转化为散射光频移测量问题，精确测定溶液的Zeta电位，还可以用于确认测量数据内ZETA电位分布的再现性及判定杂质的波峰，在测量速度、统计精度和重现性方面都具有突出优势。

即将于8月25-26日在无锡举办的“2024年全国精密研磨抛光材料及加工技术发展论坛”上，上海敦祥工贸有限公司作为本次会议赞助商及大塚电子的代理商，邀请了大塚电子（苏州）有限公司的技术统括桥田绅乃介先生现场分享报告《 CMP研磨液和半导体晶圆之间的相互静电作用评价》，届时他将结合实例深入介绍并在展台展出ELSENEO系列ZETA电位测试系统。

报告人介绍

桥田绅乃介，硕士毕业于日本兵库县立大学研究生院研究分析化学专业。2010年开始在大塚电子株式会社测量分析设备开发部门从事基于激光的纳米粒子评价设备的分析业务和应用实例制作业务。负责编写介绍动态光散射法和电泳光散射法测定原理和应用实例的技术书籍，每年举办技术研讨会。

关于大塚电子

作为世界500强企业之一的大冢集团，其旗下日本大塚电子集团的子公司大塚电子（苏州）有限公司以“多样性”、“创新性”和“全球化”作为基本方针，并融合了自公司成立以来积累的核心技术，为用于光学特性测试的测量仪器、分析仪器提供从销售到售后的全面服务支持，包括偏光片测试仪、位相差测试仪、液晶Cellgap测试仪、ColorFilter色度机、膜厚测试仪、透过率测试仪、反射率测试仪、纳米粒度仪等，可以满足纳米技术、高分子化学、新材料、食品、半导体和医药等诸多领域从研发到质量管理各方面的需求，拥有精度高、测试快、操作简便、市场占有率高、客户群体广的特点及优势。

参考文献：

[1]张伟锋,周国安,詹阳.CMP后的晶圆清洗过程研究[J].电子工业专用设备.

无锡研磨抛光论坛会务组