关键词：CMP抛光液、浓度检测、体积分数、LEDLS技术、BeNano 180 Zeta Max

一、浓度检测的工业意义

在半导体制造中，二氧化硅抛光液浓度直接影响CMP（化学机械抛光）工艺质量：

• 浓度过高：颗粒聚集风险↑，分散稳定性↓，导致晶圆表面划伤

• 浓度过低：膜层覆盖不足，抛光效率↓
  传统烘干称重法耗时且无法实时监控，亟需高效精准的检测方案。

二、核心技术原理

BeNano 180 Zeta Max 集成专利 LEDLS技术（光散射-消光联合法），实现浓度与粒径同步分析：

1. 多参数联测：

• 动态光散射（DLS）：173°角检测散射光，获取粒径分布（光强加权）

• 消光法：0°角检测透射光衰减，结合米氏理论计算体积分数

2. 技术优势：

• 无需甲苯校正，避免毒性试剂

• 支持宽浓度范围（10⁸~10¹² particles/mL）

• 金彩汇单角度检测简化光路设计

三、实验设计与验证

样品体系：130nm二氧化硅抛光液（折射率1.45，吸收率0.0001）
方法：

1. 理论浓度标定：

• 烘干称重法测得原液体积分数 41% v/v金彩汇（密度2.2g/cm³）

2. 梯度稀释：

   稀释倍数	理论体积分数	理论数量浓度（particles/mL）
   100×	0.41%	3.56×10¹²
   1000×	0.041%	3.56×10¹¹
   10000×	0.0041%	3.56×10¹⁰

仪器参数：

• 激光波长：671nm（50mW）

• 检测器：173°角APD（散射光），0°角PD（透射光）

• 样品池：一次性PS池

四、结果与讨论

1. 粒径稳定性验证（表1）

2. 浓度检测精度（图4）

3. 适用性验证（图5）

• 有效检测区间：

• 金彩汇粒径范围：100~400nm

• 浓度范围：10¹⁰~10¹² particles/mL

• 金彩汇实测值与理论值偏差<15%，满足半导体工艺控制需求

五、技术优势与产业价值

1. 突破传统局限：

• 5分钟内同步获得粒径、体积分数、数量浓度三重参数

• 金彩汇非破坏性检测，支持产线实时监控

2. 半导体质控应用：

• CMP抛光液浓度在线校准

• 团聚体早期预警（浓度异常→粒径突变）

结论

BeNano 180 Zeta Max的LEDLS技术为二氧化硅抛光液提供了快速、精准、无标样的浓度检测方案。该技术可有效监控半导体CMP工艺中颗粒浓度与分散状态，对提升晶圆表面质量及良率具有重要工程价值。