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圖五、LPC 與 CMP 晶圓刮痕的關係 圖六、The drawing shows a gradient
dispense system using pressure
vessels and pressure tank
Real time LPC counter v.s. MG2 u-sc correlation
Loop switch
400
200
9/12
9/17 9/19 9/25 10/01 10/14
Loop4-CB90/92 MG2_u scratch trend

圖七、在不同混酸順序下之粒徑分佈及沉降結果

PSD Sedimentation
30 BS(%)
method 1
25
method 2
20 method 3
Vol (%) 15 method 4 method 1 -9.0%
method 2
10 method 3
method 4
5
0
0 100 1000 10000 time (min)
Diameter (nm)

控制好研磨液的品質，晶圓可能會 LPC，原因在於較低的剪切力。而 浮泵供應的新技術，供應桶槽加壓
受到嚴重損傷。研磨液需審慎的方 磁浮泵也因為較不易引起顆粒絮凝 供給迴路，然後運用磁浮泵將研磨
式處理，若由不同的供應設備，或 (flocculation)，且能達到相同的效 液保持循環。由於幾乎沒有大能量
未遵循部分設計規則，可能造成品 果。因此，越來越多研磨液供應系 需求，研磨液在非常低的轉速運行
質不符需求。 統使用磁浮泵。另外，新的串聯安 循環，可維持低熱量產生和避免劇
研磨液供應設備，已從氣動泵及隔 裝技術也能使研磨液維持良好的品 烈攪動。
膜泵演進至磁浮泵，輸送方式則須 質、簡單的壓力和流量控制。 對於研磨液而言，為了控制研磨液
遵循幾個關鍵的操作因數： 圖四 指出 CMP 研磨刮痕的數量與 的品質，混合有幾個參數需要控
– 避免剪應力和大顆粒的增長 研 磨 液 LPC 比 值（ 粒 徑 從 0.469 制，例如混酸步驟順序、濃度的控
– 保持研磨液懸浮液均勻 到 1.887 微米）幾近線性的增加， 制，以及管理研磨液的使用壽命，
– 在混合時避免 pH 值震盪 圖五亦呈現 LPC 與 CMP 晶圓上的 並利用分析儀器嚴格監控研磨液幾
– 使用飽和濕氮氣，沖洗和壓送研 刮痕相對應的關係，主要成因可 項物理參數品質，如 pH 值、電導
磨液 推測為研磨液中大粒徑粒子在研磨 度、添加劑的濃度、密度、流量、
– 避免流路死角 過程中嵌入晶片和研磨墊之間造 壓力、顆粒大小、界達電位等。
– 避免縮口節流路徑 成刮損。新近案例顯示，在管路 圖七說明混酸步驟順序的重要性，
– 雙迴路防壓降濾心設計，避免停 上 Vantage LPC (1um > 200 ea/ 此案例之研磨液及添加液分別為
機和供料不足 ml) 大粒徑研磨液顆粒造成 Al CMP 鹼性及酸性，混酸前需加入去離子
– 其他因數等……。 Defects。於此，氮氣壓力系統提供 水稀釋以緩衝 pH 變化的影響（方
謹慎選擇和設計研磨液供應系統可 更好的流量和壓力控制，使研磨液 法 1、2、4）；但不適當的混酸順
大 幅減 少 大 顆 粒粒 子 (LPC) 的 形 減少剪應力及品質變異，抑制大顆 序（方法 3）則受 pH 劇烈變化而
成或增加。在一項研究中發現，隔 粒的生長，並增加過濾效率，減少 導致粒子嚴重凝聚，在粒徑分佈圖
膜 泵 (diaphragm pump) 比 波 紋 管 濾心的壓力波衝擊，如 圖六所示。 (PSD) 呈現異常分佈，且研磨液也
泵 (bellow pump) 較不易產生大量 最近，有一項使用氮氣壓力配合磁 極易沉降 (sedimentation)。

NEW FAB TECHNOLOGY JOURNAL JUNE 2013 57