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技術專文

圖8、雙向循環桶裝供應單元 表 2、研磨液的特性分析

特性指標 砥粒濃度 (wt%) 導電度 (mS/m)
桶裝供應單元 雙向循環桶裝供應單元
Shaker Circulation drum Shaker Circulation drum
雙向循環
1st RUN 2nd RUN 3rd RUN 1st RUN 2nd RUN 3rd RUN
1

雙向循環-上 0.92 0.93 0.93 0.93 262 261 260 260
雙向循環-中 0.92 0.93 0.93 0.93 262 261 261 261
雙向循環-下 0.92 0.93 0.93 0.93 262 261 261 261
回流端 2
UCL / LCL 1.03 / 0.83 265/260
抽吸端
ARO BPS ARO
3
表 3、模組驗證測試

再分散方法 Shaker Circulation Drum
入混流擾流器，抽吸端導入導流噴
表 1、掃流輔助器的比較表 測試次數 NA 1st RUN 2nd RUN 3rd RUN
嘴、隔膜泵(既有)和離心泵(新增)
、雙向循環功能。
掃流輔助器 五通 喇叭頭 噴嘴 導流噴嘴 桶底結果 無沉積 無沉積 無沉積 無沉積

研磨液供應系統設計
圖示 不合格 不合格 不合格 合格
架構於研磨液供應系統上，雙向循 導流裙
環桶裝供應單元模組的裝設，如 圖
錐形封底
9所示。

桶底出口處 有沉積 有沉積 有沉積 無沉積 圖10、自動化研磨液再分散流程
結果與分析
非自動化 人力輸送&上酸 Source tank for ltration
人力輸送 Unload from Shaker Transfer function
為了驗證此模組之設計，可以藉由 Load on Shaker 搖搖機 & Load on Drum unit Drum unit
擾流達到桶底沉積研磨粒揚起且桶
非自動化
裝研磨液上、中、下層均勻分散的 桶底沉積比率 >0% >0% >0% 0%
有效性，我們利用原物料實桶測 高流速 無 無 有，錐形封底 有，錐形封底 Source-M2
(限縮設計)
試，進行特性驗證，指標為原物料
實桶上、中、下層液固含量(solid 掃流角度 90度 30度 10度 10度 人力輸送 自動化 Circulation + Transfer function Source tank for ltration
content)和導電度(conductivity)再 導流設計 無 無 無 導流裙 Load on Drum unit
佐以桶底有無沉積現象。 表2結果 (flow directed) 自動化
指出，上、中、下層液的固含量和 Source-M2
導電度與統計製程管制上下限可相 Circulation Drum unit
比，再者， 表3的結果顯示，雙向 圖9、研磨液供應系統
循環桶裝供應單元的桶底皆無沉
積現象且與搖搖機的baseline可相 雙向循環桶裝供應單元
比。電性和物性結果驗證此循環模 力資源取得的問題。本計畫開發的 參考文獻 Santa Clara, CA., Feb 14, 2007.
組可以有效地達到桶裝研磨液上、 CMP tool 自動雙向循環桶裝供應單元，可有 [3] Litchy MR and R Schoeb (2007).
[1] Kevin Cooper, Jennifer Cooper, “Effect of shear stress and pump
中、下層均勻分散。 效地藉由研磨液再分散流程自動化 Johannes Groschopf, John Flake, Yuri method on CMP slurry,” Semiconductor
Solomentsev and Janos Farkas (2002). International, 27(12), 87-90 (2004)
達到研磨液均勻分散的品質需求並 “Effects of Particle Concentration on [4] Nicholes K, R Singh, DC Grant, and
Chemical Mechanical Planarization,” MR Litchy (2001). “Measuring particles
Mixing Tank 取代高作業風險的搖搖機，如 圖 Electrochemical and Solid-State in CMP Slurries,” Semiconductor
結論 Supply Tank 10，得以實現低運轉風險與降低運 Letters, 5 (12) G109-G112 (2002). International, 24(8): 201-206.
轉人力需求30%，搖搖機的取代也 [2] Litchy MR, DC Grant and R Schoeb [5] Litchy MR and R Schoeb (2005). “Effect
BPS ARO (2007). “Effect of pump type on the of particle size distribution on filter
現行非自動化的研磨液再分散流 Supply Drum 間接地提高HPM的空間利用率及新 health of various CMP slurries,” Pro- lifetime in three slurry pump system,”
ceedings of 26th Annual Semiconductor Material Research Society Symposium
程，凸顯作業上誤操作的風險及人 廠建置的發包成本。 Pure Water and Chemicals Conference, Proceedings Vol. 867, W2.8.1, (2005).

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