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TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

化學品供應除了壓力與流量外原物料重要成份濃度控 2.1 雙氧水重量百分濃度與滴定原理
制也十分重要，與線上製程良率息息相關。在化學研磨
液供應系統中由於因為大部分化學研磨液皆是由廠務 化學研磨液中的雙氧水重量百分濃度被定義為 : 化學
端進行稀釋混合再供應，故各成分的比例控制尤為重 研磨液總重中所含的雙氧水重量百分比，所以在測量
要，而要做好比例控制就需要對化學研磨液的各指標 上分為兩個部分 : ➀化學研磨液樣品總重測量；➁化
做到精準的測量，例如雙氧水重量百分比濃度、比重、 學研磨液樣品中雙氧水重量測量。
導電度、pH 等。
一般實驗室在化學研磨液樣品總重測量是直接以電子
而化學研磨液供應系統面對各世代製程之挑戰遇到最 天平測量，小數點後 4 位的電子天平可以得到十分精
大的問題就是無法針對以上各指標做到精準測量，如果 準的結果，而樣品中雙氧水重量測量就需要以氧化還
無法做到精準測量就無法更細膩的運轉，所以改善測 原滴定的測量方式間接推定 ( 圖1)。
量精度是運轉的首要目標。所以 F15A 針對其中雙氧水
雙氧水 (H 2 O 2 ) 會與硫酸鈰 (Ce(SO 4 ) 2 ) 進氧化還原反應
重量百分比濃度測量精度改善深入研究做了多項改善。
式 ( 式 1)，利用此特點來進行雙氧水的氧化還原滴定。
化學研磨液中雙氧水重量百分濃度測量目前廠區內是
式⑴
使用氧化還原滴定的方法進行分析，以線上供應系統中
搭配的自動滴定儀 (ATRS) 利用 Ce(SO 4 ) 2 與 H 2 O 2 會進
以已知濃度的硫酸鈰為滴定液定量添加至化學研磨液
行反應的特性，以自動化取樣、自動化添加 Ce(SO 4 ) 2
滴定的方式計算出化學研磨液中雙氧水重量百分濃度。 樣品中，如果化學研磨液沒有其他氧化物雙氧水會與硫
但是多年來實際運轉過程中常常會遇到分析結果不穩 酸鈰專一反應，添加過程中，硫酸鈰的中心金屬四價鈰
+4
定的情況，而造成的原因往往也都發散至不同的元件， (Ce ) 原本是橘黃色，在與雙氧水進行反應後會被還原
+3
本文研究探討以往案例，歸納出自動滴定儀 (ATRS) 各 成三價鈰 (Ce ) ，顏色會改變為透明無色 ( 圖2)。
元件與參數對分析結果造成的影響，作進一步改善而
達到儀器穩定性優化的結果。

圖 1：雙氧水重量百分濃度的定義，與測量方法

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