{"id":1923,"date":"2026-04-30T14:28:01","date_gmt":"2026-04-30T06:28:01","guid":{"rendered":"https:\/\/jeez-semicon.com\/?p=1923"},"modified":"2026-04-30T15:04:39","modified_gmt":"2026-04-30T07:04:39","slug":"cmp-pad-conditioners-conditioning-process","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/blog\/cmp-pad-conditioners-conditioning-process\/","title":{"rendered":"CMP-Pad-Konditionierer und der Konditionierungsprozess"},"content":{"rendered":"<!-- JEEZ | Cluster 3: CMP Pad Conditioners & Conditioning Process -->\r\n<p><style>\r\n.jz*,.jz *::before,.jz *::after{box-sizing:border-box;margin:0;padding:0}\r\n.jz{font-family:'Segoe UI',Arial,sans-serif;font-size:16px;line-height:1.8;color:#1a1a2e;max-width:900px;margin:0 auto}\r\n.jz-hero{background:linear-gradient(135deg,#0f2544 0%,#1a4a8a 55%,#0e7c86 100%);border-radius:12px;padding:56px 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aria-label=\"Inhalts\u00fcbersicht\">\r\n<div class=\"jz-toc-title\">\ud83d\udccb Inhaltsverzeichnis<\/div>\r\n<ol>\r\n<li><a href=\"#cond-why\">Warum Pad-Konditionierung unerl\u00e4sslich ist<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#cond-mechanism\">Der Konditionierungsmechanismus: Wie Diamant die Textur des Pads wiederherstellt<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#cond-types\">Arten von Pad Conditionern<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#diamond-design\">Diamant-Aufbereitungsscheibe Design<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#modes\">In-Situ vs. Ex-Situ-Konditionierung<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#parameters\">Wichtige Parameter des Konditionierungsprozesses<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#optimization\">Optimierung der Konditionierung: Erreichen einer stabilen MRR ohne \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Belagverschlei\u00df<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#coo\">Konditionierung und Betriebskosten<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#failure-modes\">Ausfallmodi und Erkennung von Klimaanlagen<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#advanced\">Erweiterte Konditionierungsstrategien f\u00fcr Sub-7-nm-Knoten<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#faq\">FAQ<\/a><\/li>\r\n<\/ol>\r\n<\/nav>\r\n<section id=\"cond-why\">\r\n<h2>1. Warum Pad-Konditionierung wichtig ist<\/h2>\r\n<p>CMP-Polierpads behalten w\u00e4hrend der Waferbearbeitung keinen konstanten Oberfl\u00e4chenzustand bei. Vom ersten Wafer an ver\u00e4ndert die mechanische und chemische Umgebung des Polierens die Oberfl\u00e4che des Pads nach und nach. Schleifpartikel und Reaktionsnebenprodukte werden in den Poren des Pads eingebettet. Die Pad-Polymeroberfl\u00e4che wird durch die wiederholte Kontaktbelastung verdichtet und gegl\u00e4ttet. Schlammreste und Polymerfragmente lagern sich an den Oberfl\u00e4chenunebenheiten ab. Das kumulative Ergebnis dieser Effekte ist <em>Klotzverglasung<\/em> - eine fortschreitende Gl\u00e4ttung und Verdichtung der Pad-Oberfl\u00e4che, die die tats\u00e4chliche Kontaktfl\u00e4che zwischen Pad und Wafer verringert und dazu f\u00fchrt, dass die Materialabtragsrate (MRR) im Laufe eines Polierlaufs stetig abnimmt.<\/p>\r\n<p>Ohne Konditionierung kann die MRR auf einem harten CMP-Pad innerhalb von 20-30 Wafer-Durchl\u00e4ufen vom anf\u00e4nglichen Break-in-Zustand um 40-60% fallen. Diese MRR-Abnahme ist v\u00f6llig unvereinbar mit den Produktionsanforderungen, bei denen die MRR von Durchlauf zu Durchlauf innerhalb von \u00b15% des Ziels gehalten werden muss. <strong>Pad-Konditionierung<\/strong> ist das Verfahren, das diesen Verfall durch kontinuierliches oder periodisches Auffrischen der Tamponoberfl\u00e4che verhindert, indem die glasierte Oberfl\u00e4chenschicht mechanisch entfernt und frisches Tamponmaterial mit aktiven Unebenheiten und offenen Poren wieder freigelegt wird.<\/p>\r\n<div class=\"jz-stats\">\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">40-60%<\/div>\r\n<div class=\"l\">MRR-Abfall ohne Konditionierung - innerhalb von 20-30 Wafer-Durchg\u00e4ngen<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">\u00b15%<\/div>\r\n<div class=\"l\">Typisches MRR-Stabilit\u00e4tsziel in der Produktion, das mit optimierter Konditionierung erreicht werden kann<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">10-20%<\/div>\r\n<div class=\"l\">Pro Zeiteinheit verbrauchtes Polstermaterial bei aggressiver In-situ-Konditionierung<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">3-5\u00d7<\/div>\r\n<div class=\"l\">Verbesserung der Lebensdauer des Pads durch Optimierung des Konditionierungsprogramms m\u00f6glich<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"cond-mechanism\">\r\n<h2>2. Der Konditionierungsmechanismus: Wie Diamant die Textur des Pads wiederherstellt<\/h2>\r\n<p>Bei der Konditionierung von Diamantpolstern wird die Oberfl\u00e4che des Polyurethanpolsters mit einer harten, abrasiven Diamantoberfl\u00e4che mikrogeschnitten, um die glasierte Au\u00dfenschicht zu entfernen und eine neue Mikrotextur mit Unebenheiten, offenen Poren und Mikrokan\u00e4len zu erzeugen. Das Verfahren ist vergleichbar mit dem Abrichten einer Schleifscheibe, bei dem die stumpfe Oberfl\u00e4che entfernt wird, um neues Schneidmaterial freizulegen.<\/p>\r\n<p>Die Diamant-Konditionierscheibe wird mit einem kontrollierten Anpressdruck (typischerweise 5-60 N bei einer 100-mm-Scheibe) gegen die rotierende Pad-Oberfl\u00e4che gepresst, w\u00e4hrend sich sowohl der Konditionierer als auch der Tiegel drehen. Die Schwenkbewegung des Konditionierers \u00fcber den Pad-Radius in Kombination mit der relativen Drehung zwischen Konditionierer und Platte stellt sicher, dass jede Zone der Pad-Oberfl\u00e4che mit der gleichen kumulativen Belastung konditioniert wird - eine Voraussetzung f\u00fcr eine radial gleichm\u00e4\u00dfige MRR \u00fcber den Wafer.<\/p>\r\n<div class=\"jz-hl\">\r\n<p>Der Materialabtrag vom Pad durch den Konditionierer ist viel geringer als der Materialabtrag vom Wafer durch den Polierprozess - typischerweise 1-5 \u00b5m Padmaterial pro Stunde Polieren gegen\u00fcber 100-600 nm\/min Waferfilmabtrag. Dennoch ist diese geringe, aber kontinuierliche Pad-Erosion der wichtigste Mechanismus zur Begrenzung der Lebensdauer von CMP-Pads in der Produktion, und die Konditionierungsparameter m\u00fcssen so gew\u00e4hlt werden, dass eine angemessene Wiederherstellung der Textur gew\u00e4hrleistet ist, ohne den Pad-Verschlei\u00df \u00fcber die nat\u00fcrlichen Prozessanforderungen hinaus zu beschleunigen.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"cond-types\">\r\n<h2>3. Arten von Pad Conditionern<\/h2>\r\n<div class=\"jz-grid2\">\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>Metallscheibe mit Diamantbesatz (Standard)<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>H\u00e4ufigster Konditionierer-Typ in der Halbleiter-CMP<\/li>\r\n<li>Synthetische Diamantpartikel eingebettet in Ni-Elektroplatte oder gel\u00f6tete Metallmatrix<\/li>\r\n<li>Erh\u00e4ltlich in verschiedenen Korngr\u00f6\u00dfen (typischerweise 50-200 \u00b5m mittlere Diamantgr\u00f6\u00dfe)<\/li>\r\n<li>Scheibendurchmesser: typischerweise 100-114 mm f\u00fcr 300-mm-Wafer-Plattformen<\/li>\r\n<li>Lebensdauer: 500-3.000 Pad-Konditionierungsstunden je nach K\u00f6rnung und Anwendung<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>CVD-Diamant-beschichtete Scheibe<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>Durch chemische Gasphasenabscheidung auf einem WC- oder Si-Substrat abgeschiedene Diamantschicht<\/li>\r\n<li>Gleichm\u00e4\u00dfigere Diamantoberfl\u00e4che als galvanisierte Scheiben<\/li>\r\n<li>Bessere Reduzierung von Kratzern im Pad durch kontrollierte \u00dcberstandsh\u00f6he<\/li>\r\n<li>H\u00f6here Anschaffungskosten, aber oft l\u00e4ngere Lebensdauer und gleichm\u00e4\u00dfigere Leistung<\/li>\r\n<li>Bevorzugt f\u00fcr Anwendungen mit sehr geringen Defekten (Cu-Polieren, Vorbereitung der Bondschicht)<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>B\u00fcrsten-Conditioner<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>Steife B\u00fcrste mit Polymer- oder Metallborsten anstelle einer Diamantscheibe<\/li>\r\n<li>Schonende Wiederherstellung der Textur - minimaler Abtrag von Polstermaterial<\/li>\r\n<li>Wird f\u00fcr weiche Politex-Pads verwendet, bei denen die Diamantbearbeitung zu aggressiv ist.<\/li>\r\n<li>Entfernt in erster Linie eingebettete Schlammreste, anstatt Unebenheiten nachzuschneiden<\/li>\r\n<li>Geringere Kosten; k\u00fcrzerer Werkzeugeinsatz als bei der Diamantscheibe<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>Hochdruck-Wasserstrahl<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>DI-Wasserstrahl mit 100-400 bar auf die Polsteroberfl\u00e4che gerichtet<\/li>\r\n<li>Reinigt Schlammr\u00fcckst\u00e4nde und \u00f6ffnet verstopfte Poren ohne Diamantabrieb<\/li>\r\n<li>Einsatz als erg\u00e4nzende Konditionierungstechnik neben der Diamantkonditionierung<\/li>\r\n<li>Stellt die H\u00f6he der Oberfl\u00e4chenunebenheiten nicht wieder her - muss mit einer Diamantscheibe kombiniert werden<\/li>\r\n<li>Besonders wirksam zur Aufrechterhaltung der Sauberkeit von Cu-G\u00fcllepolstern<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"diamond-design\">\r\n<h2>4. Diamant-Aufbereiter Scheibe Design<\/h2>\r\n<p>Die Konstruktion einer Diamantaufbereitungsscheibe bestimmt, wie aggressiv sie die Pad-Textur wiederherstellt, wie gleichm\u00e4\u00dfig sie \u00fcber den Pad-Radius konditioniert, wie lange sie h\u00e4lt und ob sie das Risiko birgt, Diamantpartikel freizusetzen, die den Wafer verkratzen k\u00f6nnten. Die wichtigsten Konstruktionsparameter sind:<\/p>\r\n<div class=\"jz-table-wrap\">\r\n<table class=\"jz-table\">\r\n<thead>\r\n<tr>\r\n<th>Entwurfsparameter<\/th>\r\n<th>Typische Spezifikation<\/th>\r\n<th>Auswirkungen des Prozesses<\/th>\r\n<\/tr>\r\n<\/thead>\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Diamantkorngr\u00f6\u00dfe<\/strong><\/td>\r\n<td>50-80 \u00b5m (fein); 100-150 \u00b5m (mittel); 150-200 \u00b5m (grob)<\/td>\r\n<td>Gr\u00f6\u00dfere K\u00f6rnung = aggressivere Konditionierung, schnellere MRR-Erholung, schnellerer Belagverschlei\u00df; feinere K\u00f6rnung = sanfter, geringerer Belagverschlei\u00df, bevorzugt f\u00fcr weiche Bel\u00e4ge<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Diamantkonzentration (Dichte)<\/strong><\/td>\r\n<td>40-120 Diamanten\/cm\u00b2<\/td>\r\n<td>H\u00f6here Dichte = gleichm\u00e4\u00dfigere Verteilung der Aufbereitungslast; geringere Belastung pro Diamant; l\u00e4ngere Lebensdauer der Aufbereiter<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>H\u00f6he des Diamantvorsprungs<\/strong><\/td>\r\n<td>20-60% des mittleren Diamantdurchmessers<\/td>\r\n<td>H\u00f6herer \u00dcberstand = aggressiveres Schneiden; CVD-Beschichtungen bieten eine bessere Gleichm\u00e4\u00dfigkeit des \u00dcberstands als galvanisch beschichtete Scheiben<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Matrix-Material<\/strong><\/td>\r\n<td>Ni-Elektroplatte; Cu\/Ni-Lot; CVD-Diamant; PTFE-gebunden<\/td>\r\n<td>Bestimmt die Haftfestigkeit von Diamanten; galvanische Beschichtung bietet eine gute Haftfestigkeit im Vergleich zu den Kosten; Hartl\u00f6tung bietet eine h\u00f6here Haftfestigkeit f\u00fcr aggressive Anwendungen<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Durchmesser der Scheibe<\/strong><\/td>\r\n<td>100-114 mm (300 mm Werkzeuge); 50-75 mm (200 mm Werkzeuge)<\/td>\r\n<td>Muss mit dem Schwenkbereich des Werkzeugarms \u00fcbereinstimmen; eine gr\u00f6\u00dfere Scheibe bietet mehr Aufbereitungsfl\u00e4che pro Schwenkvorgang<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Oberfl\u00e4chenmuster (Zoneneinteilung)<\/strong><\/td>\r\n<td>Gleichf\u00f6rmig; ringf\u00f6rmige Zonen; sektorale Zonen<\/td>\r\n<td>Zonierte Layouts erm\u00f6glichen eine radiale Abstimmung der Aggressivit\u00e4t der Konditionierung, um eine ungleichm\u00e4\u00dfige radiale Abnutzung der Bel\u00e4ge zu kompensieren.<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-warn\">\r\n<div class=\"jz-warn-icon\">\u26a0\ufe0f<\/div>\r\n<div class=\"jz-warn-body\"><strong>Risiko der Abl\u00f6sung von Diamanten:<\/strong> Wenn sich ein Diamantpartikel von der Aufbereitungsscheibe l\u00f6st und vom Schlammstrom aufgenommen wird, wird es unter den Wafer getragen und verursacht einen katastrophalen tiefen Kratzer. Das Abl\u00f6sen von Diamanten ist die schwerwiegendste Fehlerart bei Konditionierungsscheiben. Galvanisch beschichtete Scheiben sind anf\u00e4lliger f\u00fcr das Abl\u00f6sen von Diamanten als gel\u00f6tete oder CVD-Alternativen, insbesondere in den sp\u00e4teren Phasen der Scheibenlebensdauer, wenn die Ni-Matrix teilweise abgenutzt ist. Pr\u00fcfen Sie Aufbereitungsscheiben immer in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden und setzen Sie eine H\u00f6chstgrenze f\u00fcr die Lebensdauer der Aufbereitung fest, auch wenn die Scheibe makroskopisch intakt erscheint.<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"modes\">\r\n<h2>5. In-Situ vs. Ex-Situ-Konditionierung<\/h2>\r\n<p>Die Pad-Konditionierung kann in zwei grundlegend verschiedenen Modi durchgef\u00fchrt werden, die jeweils unterschiedliche Vorteile und Kompromisse aufweisen. Die Wahl zwischen beiden - oder die Entscheidung, beide zu kombinieren - h\u00e4ngt von der spezifischen Anwendung, der erforderlichen MRR-Stabilit\u00e4t und dem Ziel der Betriebskosten ab.<\/p>\r\n<div class=\"jz-grid2\">\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>In-Situ (gleichzeitige) Konditionierung<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>Konditionierscheibe fegt gleichzeitig \u00fcber die Pad-Oberfl\u00e4che, w\u00e4hrend der Wafer poliert wird<\/li>\r\n<li>St\u00e4ndige Wiederherstellung der Polstertextur in Echtzeit<\/li>\r\n<li>Erzielt die stabilste Run-to-Run- und Within-Run-MRR<\/li>\r\n<li>Industriestandard f\u00fcr Hardpad-\/Oxid- und W CMP-Anwendungen<\/li>\r\n<li>H\u00f6herer Belagverschlei\u00df - Konditionierung ist 100% der Polierzeit aktiv<\/li>\r\n<li>Der Konditionierarm muss so eingestellt werden, dass eine Verunreinigung der Wafer durch Fremdk\u00f6rper vermieden wird.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-card\">\r\n<h4>Ex-Situ-Konditionierung<\/h4>\r\n<ul>\r\n<li>Konditionierung erfolgt zwischen den Waferl\u00e4ufen - nicht w\u00e4hrend des Polierens<\/li>\r\n<li>Geringere Abnutzungsrate der Bel\u00e4ge (Konditionierungsbetriebszyklus &lt;100%)<\/li>\r\n<li>Erm\u00f6glicht eine pr\u00e4zisere Steuerung der Konditionierungsdosis pro Lauf<\/li>\r\n<li>Die MRR kann innerhalb eines Laufs abweichen, wenn das Intervall f\u00fcr die Anwendung zu lang ist.<\/li>\r\n<li>Verwendet f\u00fcr weiche Pads, Ultra-Low-k-Anwendungen und CMP mit Haftschicht<\/li>\r\n<li>Kann mit In-situ-Konditionierung f\u00fcr Hybridprotokolle kombiniert werden<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<h3>Hybride Konditionierungsprotokolle<\/h3>\r\n<p>Viele fortschrittliche Prozessabl\u00e4ufe verwenden einen hybriden Ansatz: In-situ-Konditionierung bei reduziertem Anpressdruck (zur Aufrechterhaltung der MRR-Stabilit\u00e4t) kombiniert mit regelm\u00e4\u00dfiger intensiver Ex-situ-Konditionierung (zur Bew\u00e4ltigung der kumulativen Pad-Belastung, die in-situ allein nicht bew\u00e4ltigt werden kann). Diese hybride Strategie kann die Gesamtverschlei\u00dfrate der Pads im Vergleich zur vollst\u00e4ndigen In-situ-Konditionierung um 15-25% reduzieren und gleichzeitig die MRR-Stabilit\u00e4t aufrechterhalten - ein bedeutender Kostenvorteil im gro\u00dfen Ma\u00dfstab.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"parameters\">\r\n<h2>6. Wichtige Parameter des Konditionierungsprozesses<\/h2>\r\n<div class=\"jz-table-wrap\">\r\n<table class=\"jz-table\">\r\n<thead>\r\n<tr>\r\n<th>Parameter<\/th>\r\n<th>Typischer Bereich<\/th>\r\n<th>Auswirkungen auf die MRR<\/th>\r\n<th>Auswirkung auf den Pad-Verschlei\u00df<\/th>\r\n<\/tr>\r\n<\/thead>\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Konditionierter Anpressdruck (N)<\/strong><\/td>\r\n<td>5-60 N<\/td>\r\n<td>\u2191 Abtrieb \u2192 \u2191 MRR-Wiederherstellungsgeschwindigkeit<\/td>\r\n<td>\u2191 Anpressdruck \u2192 \u2191 Belagverschlei\u00dfrate (linearer Zusammenhang)<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Drehzahl des Aufbereiters (RPM)<\/strong><\/td>\r\n<td>10-100 UMDREHUNGEN PRO MINUTE<\/td>\r\n<td>\u2191 Drehzahl \u2192 \u2191 Konditionierungsumfang pro Durchlauf<\/td>\r\n<td>M\u00e4\u00dfige Wirkung; interagiert mit dem Abtrieb<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Armabtastrate (mm\/s)<\/strong><\/td>\r\n<td>5-50 mm\/s<\/td>\r\n<td>\u2193 Sweep-Rate \u2192 mehr Verweildauer pro Zone \u2192 \u2191 lokale MRR<\/td>\r\n<td>Langsamerer Durchlauf = mehr Pad-Material pro Durchgang entfernt<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Geschwindigkeit der Walzendrehung (RPM)<\/strong><\/td>\r\n<td>30-120 UMDREHUNGEN PRO MINUTE<\/td>\r\n<td>H\u00f6here Walzendrehzahl \u2192 mehr Konditionierungskontakte pro Durchlauf<\/td>\r\n<td>Geringer Effekt bei festem Konditioniererabtrieb<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>DI-Wasserdurchfluss w\u00e4hrend der Konditionierung (mL\/min)<\/strong><\/td>\r\n<td>200-500 mL\/min<\/td>\r\n<td>Wasser schmiert die Aufbereitung; zu wenig \u2192 aggressive Aufbereitung<\/td>\r\n<td>Mehr Wasser \u2192 weniger Pad-Verschlei\u00df pro Aufbereitungszyklus<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Konditionierungszeit \/ Arbeitszyklus (%)<\/strong><\/td>\r\n<td>25-100% der Polierzeit<\/td>\r\n<td>H\u00f6here Einschaltdauer \u2192 stabilere MRR<\/td>\r\n<td>H\u00f6here Einschaltdauer \u2192 proportional mehr Belagverschlei\u00df<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"optimization\">\r\n<h2>7. Optimierung der Konditionierung: Erreichen einer stabilen MRR ohne \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Belagverschlei\u00df<\/h2>\r\n<p>Die zentrale Herausforderung bei der Entwicklung des Konditionierungsprozesses besteht darin, die minimale Konditionierungsdosis zu finden - die Kombination aus Anpressdruck, Arbeitszyklus und Konditioniererkorn -, die die MRR innerhalb der Spezifikation h\u00e4lt und gleichzeitig den Pad-Materialverbrauch pro Wafer minimiert. Eine \u00dcberkonditionierung verschwendet Pad-Material, verk\u00fcrzt die Lebensdauer des Pads und erh\u00f6ht das Risiko von Diamantabl\u00f6sungen und konditionierungsbedingten Defekten. Eine Unterkonditionierung f\u00fchrt zu MRR-Drift und schlie\u00dflich zu einer ertragsmindernden Prozessinstabilit\u00e4t.<\/p>\r\n<div class=\"jz-steps\">\r\n<div class=\"jz-step\">\r\n<div class=\"jz-step-num\">1<\/div>\r\n<div class=\"jz-step-body\">\r\n<p><strong>Erstellen Sie eine MRR-Basiskurve im Vergleich zur Waferanzahl ohne Konditionierung:<\/strong> F\u00fchren Sie eine Reihe von Blanket-Wafern mit deaktivierter Konditionierung durch. Zeichnen Sie die MRR gegen die Waferanzahl auf, um die nat\u00fcrliche Verglasungsrate f\u00fcr Ihre spezifische Pad\/Slurry-Kombination zu quantifizieren. Diese Kurve definiert das maximal zul\u00e4ssige Intervall zwischen den Konditionierungen.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-step\">\r\n<div class=\"jz-step-num\">2<\/div>\r\n<div class=\"jz-step-body\">\r\n<p><strong>Bestimmung der minimalen wirksamen Konditionierungsdosis:<\/strong> Variieren Sie systematisch die Konditionierungskraft und den Arbeitszyklus, w\u00e4hrend Sie die MRR an einem festen Referenzpunkt messen (z. B. Wafer 10 in einem Los mit 25 Wafern). Ermitteln Sie die niedrigste Konditionierungsdosis, die die MRR innerhalb von \u00b15% des Zielwerts am Referenzpunkt h\u00e4lt.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-step\">\r\n<div class=\"jz-step-num\">3<\/div>\r\n<div class=\"jz-step-body\">\r\n<p><strong>Charakterisierung der Belagverschlei\u00dfrate bei optimierter Konditionierungsdosis:<\/strong> Messen Sie die Paddicke vor und nach einer festen Wafercharge mit den optimierten Konditionierungsparametern. Berechnen Sie die Pad-Abtragsrate pro Wafer. Verwenden Sie dies, um die Pad-Lebensdauer zu prognostizieren und den Ausl\u00f6ser f\u00fcr die Anzahl der zu ersetzenden Wafer festzulegen.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-step\">\r\n<div class=\"jz-step-num\">4<\/div>\r\n<div class=\"jz-step-body\">\r\n<p><strong>Validieren Sie WIWNU \u00fcber die gesamte Lebensdauer des Pads:<\/strong> Best\u00e4tigen Sie, dass die Uniformit\u00e4t innerhalb des Wafers w\u00e4hrend der gesamten geplanten Pad-Lebensdauer mit der optimierten Konditionierungsrezeptur innerhalb der Spezifikation bleibt. WIWNU verschlechtert sich oft, bevor die MRR ihren Grenzwert \u00fcberschreitet, und die Randgleichf\u00f6rmigkeit ist h\u00e4ufig der erste Parameter, der sich verschlechtert.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-step\">\r\n<div class=\"jz-step-num\">5<\/div>\r\n<div class=\"jz-step-body\">\r\n<p><strong>Implementieren Sie die adaptive Konditionierung (wenn das Werkzeug dies zul\u00e4sst):<\/strong> Moderne CMP-Werkzeuge unterst\u00fctzen Rezepte, die die Konditionierungsparameter auf der Grundlage von Prozessr\u00fcckmeldungen variieren - sie erh\u00f6hen den Abw\u00e4rtsdruck, wenn der Reibungsstrom den Beginn der Verglasung anzeigt, und reduzieren ihn, wenn die MRR stabil ist. Die adaptive Konditionierung kann die Lebensdauer von Pads um 20-30% gegen\u00fcber Ans\u00e4tzen mit festen Rezepten verl\u00e4ngern.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"coo\">\r\n<h2>8. Konditionierung und Betriebskosten<\/h2>\r\n<p>Konditionierungsentscheidungen haben einen kaskadenartigen Effekt auf die Gesamtkostenstruktur des CMP-Betriebs. Die wichtigsten zu quantifizierenden Kostenfaktoren sind:<\/p>\r\n<ul>\r\n<li><strong>Pad-Verbrauchsrate (\u00b5m\/Wafer-Durchgang):<\/strong> Wird direkt durch die Aggressivit\u00e4t der Aufbereitung bestimmt. Jede Verringerung des Konditionierungsdrucks um 10% reduziert den Belagverschlei\u00df um 8-12%, was sich direkt in Kosteneinsparungen beim Belag niederschl\u00e4gt.<\/li>\r\n<li><strong>Lebensdauer der Konditionierscheibe (Stunden oder Wafer-Durchl\u00e4ufe):<\/strong> Diamantkonditionierer m\u00fcssen ersetzt werden, wenn sie die Belagstextur nicht mehr innerhalb der angegebenen Konditionierungszeit wiederherstellen k\u00f6nnen. Die Lebensdauer der Scheibe wird in Konditionierungsstunden gemessen und anhand von Referenzmessungen der Belagrauheit nach einer Standardkonditionierungssequenz verfolgt.<\/li>\r\n<li><strong>Ertragsrisiko durch Konditionierungsfehler:<\/strong> Ein \u00fcberm\u00e4\u00dfig abgenutzter Konditionierer, der ein Diamantpartikel in den Schlammstrom freisetzt, verursacht einen tiefen Kratzer, der eine ganze Wafercharge zerst\u00f6ren kann. Die Ertragskosten eines einzigen solchen Ereignisses \u00fcbersteigen bei weitem die Kosten f\u00fcr den Austausch des Conditioners. Dies ist das st\u00e4rkste Argument f\u00fcr ein konservatives Management der Konditioniererlebensdauer.<\/li>\r\n<li><strong>Auswirkungen der Werkzeugnutzung:<\/strong> Eine zu aggressive In-situ-Konditionierung verl\u00e4ngert die effektive Polierzykluszeit, da der Konditionierungsarm seine Durchlaufsequenz abschlie\u00dfen muss, bevor der n\u00e4chste Wafer geladen werden kann. Die Minimierung der Konditionierungs-Sweep-Zeit bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der MRR-Stabilit\u00e4t maximiert den Werkzeugdurchsatz.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<div class=\"jz-fact\"><strong>Kosten-Benchmark:<\/strong> In einer 300-mm-Gro\u00dfserienfertigung mit 100.000 Wafer-Durchl\u00e4ufen pro Monat und CMP-Werkzeug-Cluster bedeutet eine Verringerung der Pad-Verschlei\u00dfrate um 15% - erreichbar durch Konditionierungsoptimierung - eine j\u00e4hrliche Pad-Kosteneinsparung von etwa $200.000-$400.000 pro Werkzeug-Cluster, je nach Pad-Typ und St\u00fcckkosten. Dies macht die Konditionierungsoptimierung zu einer der renditest\u00e4rksten Prozessverbesserungsma\u00dfnahmen, die einem CMP-Verfahrenstechnikteam zur Verf\u00fcgung stehen.<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"failure-modes\">\r\n<h2>9. Ausfallmodi und Erkennung von Klimaanlagen<\/h2>\r\n<div class=\"jz-table-wrap\">\r\n<table class=\"jz-table\">\r\n<thead>\r\n<tr>\r\n<th>Fehlermodus<\/th>\r\n<th>Symptom<\/th>\r\n<th>Erkennungsmethode<\/th>\r\n<th>Abhilfema\u00dfnahmen<\/th>\r\n<\/tr>\r\n<\/thead>\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Diamantabwurf<\/strong><\/td>\r\n<td>Tiefe vereinzelte Kratzer auf dem Wafer; pl\u00f6tzliche Kratzerspitze bei der Inspektion<\/td>\r\n<td>Fehlerpr\u00fcfung nach dem Polieren (KLA\/Hitachi); Sichtpr\u00fcfung der Belagoberfl\u00e4che auf tiefe Furchen<\/td>\r\n<td>Konditionierer sofort austauschen; Slurry-Leitungen \u00fcberpr\u00fcfen und reinigen; Dummy-Wafer vor Wiederaufnahme der Produktion laufen lassen<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Matrixverschlei\u00df \/ Diamantauszug<\/strong><\/td>\r\n<td>Allm\u00e4hlicher MRR-Abfall, der nicht durch Rezepturanpassung korrigiert werden kann; verringerte Belagrauhigkeit nach der Konditionierung<\/td>\r\n<td>Pad-Ra-Messung nach Standard-Konditionierungssequenz; Vergleich mit dem Ausgangswert<\/td>\r\n<td>Austausch des Klimager\u00e4ts bei Erreichen der geplanten Lebensdauer; proaktiver Austausch vor Leistungsverschlechterung<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Belastung der Scheibe (eingebettete Tamponreste)<\/strong><\/td>\r\n<td>Reduzierte Konditionierungseffektivit\u00e4t; ungleichm\u00e4\u00dfige MRR \u00fcber den Waferradius<\/td>\r\n<td>Sichtpr\u00fcfung der Scheibenoberfl\u00e4che unter dem Lichtmikroskop; Sp\u00fclungstest mit DI-Wasser<\/td>\r\n<td>Reinigen Sie die Scheibe mit DI-Wasser und b\u00fcrsten Sie sie sauber; wenn die Belastung bestehen bleibt, ersetzen Sie die Scheibe.<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Ungleichm\u00e4\u00dfigkeit des Armschwungs<\/strong><\/td>\r\n<td>Radialer MRR-Gradient \u00fcber den Wafer; Kante WIWNU-Verschlechterung<\/td>\r\n<td>Blanket-Wafer MRR-Mapping; Pad-Profilometrie zeigt radiale Dickenschwankungen<\/td>\r\n<td>Neukalibrierung des Armabtastprofils; \u00dcberpr\u00fcfung auf Verschlei\u00df der Armlager; Aktualisierung des Abtastrezepts<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td><strong>Konditionierer Neigung \/ Wackeln<\/strong><\/td>\r\n<td>Ungleichm\u00e4\u00dfige Pad-Konditionierung; kreisf\u00f6rmige Abnutzungsspuren auf der Pad-Oberfl\u00e4che<\/td>\r\n<td>Messung der Ebenheit der Auflage; optische Pr\u00fcfung der Auflagefl\u00e4che<\/td>\r\n<td>Kardanische Aufbereitung pr\u00fcfen und ersetzen; Anzugsmoment der Aufbereitungsanlage pr\u00fcfen<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"advanced\">\r\n<h2>10. Fortgeschrittene Konditionierungsstrategien f\u00fcr Sub-7-nm-Knoten<\/h2>\r\n<p>Mit dem Voranschreiten der CMP-Prozesse zu Sub-7-nm-Knoten und 3D-IC-Anwendungen werden die Konditionierungsanforderungen immer strenger. Die folgenden fortschrittlichen Strategien werden in f\u00fchrenden Fabriken eingesetzt, um die versch\u00e4rften Spezifikationen dieser Prozesse zu erf\u00fcllen.<\/p>\r\n<h3>Ultra-Low-Force-Konditionierung f\u00fcr Soft-Pad-Anwendungen<\/h3>\r\n<p>F\u00fcr weiche Politex-Pads, die bei der CMP von Kupferschwabbeln und Haftschichten verwendet werden, ist die herk\u00f6mmliche Diamantkonditionierung mit Standard-Downforce (20-40 N) viel zu aggressiv. Die Konditionierung mit ultraniedriger Kraft (5-10 N) unter Verwendung von feink\u00f6rnigen CVD-Diamantscheiben bietet gerade genug Texturerneuerung, um die Schlammr\u00fcckhaltung und MRR aufrechtzuerhalten, ohne das Material des weichen Pads schnell zu verbrauchen. Dieser Ansatz wird immer wichtiger f\u00fcr die CMP in der modernen Verpackungsindustrie, wo der Einsatz von Softpads zunimmt.<\/p>\r\n<h3>Elektrochemische Konditionierung (ECC)<\/h3>\r\n<p>Bei der elektrochemischen Konditionierung wird eine vorgespannte Elektrode, die in die Konditionierer-Baugruppe integriert ist, verwendet, um das Oberfl\u00e4chenmaterial des Belags selektiv aufzul\u00f6sen oder neu abzulagern. Diese Technik, die noch haupts\u00e4chlich in der Forschung und Entwicklung eingesetzt wird, bietet das Potenzial f\u00fcr eine feinere MRR-Kontrolle und einen geringeren Pad-Verschlei\u00df im Vergleich zur rein mechanischen Diamantkonditionierung. Sie ist von besonderem Interesse f\u00fcr die dielektrische CMP mit extrem niedrigem k-Wert, bei der die mechanische Kraft minimiert werden muss.<\/p>\r\n<h3>Echtzeit-Pad-Oberfl\u00e4chenmesstechnik<\/h3>\r\n<p>Moderne CMP-Werkzeuge beginnen mit der In-situ-Messung der Pad-Oberfl\u00e4che - mit Laser-Speckle, Wei\u00dflicht-Interferometrie oder akustischen Emissionssensoren - um die Pad-Rauheit und die H\u00f6he der Unebenheiten w\u00e4hrend der Konditionierung in Echtzeit zu messen. Diese Daten schlie\u00dfen den Regelkreis der Konditionierung, so dass sich die Rezeptur an den tats\u00e4chlichen Zustand der Pad-Oberfl\u00e4che anpassen kann, anstatt nach einem festen zeitbasierten Programm zu laufen. Die Echtzeit-Messtechnik hat bei den ersten Anwendern Verbesserungen der Pad-Lebensdauer von 25-40% gezeigt.<\/p>\r\n<p>Zu den spezifischen Herausforderungen an CMP-Materialien f\u00fcr fortgeschrittene Knoten, einschlie\u00dflich der ver\u00e4nderten Anforderungen an die Konditionierung f\u00fcr Kobalt-, Ruthenium- und Hybridbindungsprozesse, siehe unseren Leitfaden <a href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/blog\/CMP-Materials-for-Advanced-Nodes-(Below-14nm)\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">CMP-Materialien f\u00fcr fortgeschrittene Knoten (unter 14 nm)<\/a>.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"faq\">\r\n<h2>11. FAQ<\/h2>\r\n<h3>Woher wei\u00df ich, wann ich eine Diamantaufbereiterscheibe ersetzen muss?<\/h3>\r\n<p>Der prim\u00e4re Ausl\u00f6ser f\u00fcr einen Austausch ist ein messbarer R\u00fcckgang der Konditionierungseffektivit\u00e4t - in der Regel quantifiziert als die Belagrauheit (Ra), die nach einer Standardkonditionierungssequenz an einer Referenzbelagsprobe erreicht wird, verglichen mit dem Ausgangswert f\u00fcr eine neue Scheibe. Eine Verringerung des erreichbaren Pad-Ra um 20-30% zeigt an, dass die Diamantschneidefl\u00e4che unter ihren effektiven Grenzwert abgenutzt ist. In den meisten Fabriken wird unabh\u00e4ngig von den Leistungsdaten als Pr\u00e4ventivma\u00dfnahme eine H\u00f6chstgrenze f\u00fcr die Lebensdauer des Conditioners (z. B. 1.000 Konditionierungsstunden) festgelegt, um das Risiko der Diamantabl\u00f6sung zu minimieren.<\/p>\r\n<h3>Wie hoch ist der korrekte Anpressdruck f\u00fcr meine Anwendung?<\/h3>\r\n<p>Die Konditionierungskraft sollte der Mindestwert sein, der die MRR \u00fcber die gesamte Lebensdauer des Pads innerhalb von \u00b15% des Zielwerts h\u00e4lt. Das Optimum wird experimentell ermittelt, indem MRR-Stabilit\u00e4tsexperimente mit verschiedenen Anpresskr\u00e4ften durchgef\u00fchrt werden und die niedrigste Kraft ermittelt wird, die einen MRR-Abfall bis zur Spezifikationsgrenze innerhalb des Waferz\u00e4hlintervalls zwischen den Konditionierungszyklen verhindert. Typische Werte liegen zwischen 10-25 N f\u00fcr Oxid- und W-CMP mit harten Pads und 5-15 N f\u00fcr weiche Pads bei Kupfer-Buff-Anwendungen.<\/p>\r\n<h3>Kann ich die Lebensdauer der Aufbereiterscheibe durch Reinigung verl\u00e4ngern?<\/h3>\r\n<p>In begrenztem Umfang. Die DI-Wasser-B\u00fcrstenreinigung kann eingebettete Pad-Polymer-Reste entfernen und die Schneidleistung teilweise wiederherstellen, wenn die Scheibe zwar belastet, aber noch nicht mechanisch abgenutzt ist. Die Reinigung kann jedoch weder abgenutzte Diamantschneidkanten wiederherstellen noch abgel\u00f6ste Diamanten neu einbetten. Wenn sich die Scheibe so weit abgenutzt hat, dass sie nach der Reinigung nicht mehr den Ra-Spezifikationen entspricht, muss sie ersetzt werden. Verwenden Sie niemals chemische Reinigungsmittel, die die Ni-Matrix oder die Diamantbindungen angreifen k\u00f6nnten.<\/p>\r\n<h3>Warum variiert mein MRR trotz In-situ-Konditionierung \u00fcber den Waferradius?<\/h3>\r\n<p>Radiale MRR-Ungleichm\u00e4\u00dfigkeiten bei der In-Situ-Konditionierung sind meist auf eine ungleichm\u00e4\u00dfige Konditionierungsintensit\u00e4t \u00fcber den Pad-Radius zur\u00fcckzuf\u00fchren. Die Mitte der Platte hat eine geringere tangentiale Geschwindigkeit als der Rand, was bedeutet, dass der Konditionierer mehr Zeit (pro Einheit Plattenumdrehung) in den inneren Pad-Zonen verbringt, was zu einer h\u00f6heren Konditionierungsintensit\u00e4t in der Mitte f\u00fchrt. Die meisten CMP-Werkzeuge l\u00f6sen dieses Problem, indem sie ein nichtlineares Arm-Sweep-Profil implementieren, d. h. sie verbringen proportional mehr Zeit in gr\u00f6\u00dferen Radien, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Konditionierungsabdeckung zu erreichen. Wenn sich WIWNU mit einer zentrums- oder kantenschnellen Signatur verschlechtert, sollten Sie als ersten Schritt zur Korrektur das Konditionierungsprofil \u00fcberpr\u00fcfen und optimieren.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<div class=\"jz-tags\"><span class=\"jz-tag\">CMP Pad Conditioner<\/span><span class=\"jz-tag\">Diamant-Conditioner<\/span><span class=\"jz-tag\">Pad-Konditionierung<\/span> <span class=\"jz-tag\">In-Situ-Konditionierung<\/span><span class=\"jz-tag\">MRR-Stabilit\u00e4t<\/span><span class=\"jz-tag\">CMP-Verbrauchsmaterial<\/span> <span class=\"jz-tag\">Halbleiter CMP<\/span><span class=\"jz-tag\">JEEZ<\/span><\/div>\r\n<div class=\"jz-cta\">\r\n<h2>Konsultieren Sie einen JEEZ CMP-Konditionierungsexperten<\/h2>\r\n<p>Die Optimierung der Konditionierung ist eine der gr\u00f6\u00dften M\u00f6glichkeiten zur Kostensenkung bei CMP. Unsere Anwendungsingenieure k\u00f6nnen Ihr aktuelles Konditionierungsrezept und die Daten zur Pad-Lebensdauer \u00fcberpr\u00fcfen, um Verbesserungsm\u00f6glichkeiten zu identifizieren - ohne Verpflichtung.<\/p>\r\n<a class=\"jz-btn\" href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/contact\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Sprechen Sie mit einem Konditionierungsexperten<\/a> <a class=\"jz-btn-sec\" href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/blog\/What-Are-CMP-Materials-Complete-Guide\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">\u2190 Vollst\u00e4ndiger Leitfaden f\u00fcr CMP-Materialien<\/a><\/div>\r\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>JEEZ Technical Guide - Pad Conditioning Ein umfassendes technisches Nachschlagewerk \u00fcber Diamant-Pad-Conditioner - Scheibendesign, Kornauswahl, Conditioning-Modi, Parameteroptimierung, Betriebskosten und wie Conditioning-Entscheidungen ...<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1952,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[9,59],"tags":[],"class_list":["post-1923","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-industry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1923"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1961,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923\/revisions\/1961"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1952"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1923"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1923"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1923"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}