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TSMC/ Facility Published

案例探討

3.2 化學品純度分析儀 (CPA) 4.1 化學品 Pot Life 分析儀 (CPL)

化學品 ( 液態 ) 純度分析儀 (CPA) 的原理 ( 圖4) 是利 4.1.1 化學研磨液 pot life
用固定容積的液體中離子與極性分子隨著被施加頻率
研磨液在 SDS 進行稀釋 / 混合再供應，在供應過程中
改變，液體的電容 ( 或介電系數 ) 與阻抗 ( 或電阻率 )
會持續循環研磨液，為保持研磨微粒的均勻性，然而
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會有不同的響應 ，而介電系數與電阻率都是物質的
研磨微粒在管線中循環時碰撞可能造成聚集，以往是
特徵值，如不同物質有不同的密度，此種量測方式能
根據經驗值或藉由已造成的損失 ( 如 : wafer defect)
檢測液體的特性與純度，利用 CPA 可監測液態化學品
來微調並定期的排放，但透過經驗值 ( 時間 ) 來定義
在生產過程中的特性或純度變化，以確保生產的品質
化學研磨液 pot life 並不是很好的辦法，因為當研磨
與良率。
液提早變質，繼續使用會造成額外的損失，而當研磨
液可以繼續使用，卻提早排放掉，無形中也提高生產
的成本，因此，若能以科學的方式將化學研磨液 pot
life 量化成數值，將能更完全的呈現當下輸送的原物
料品質，做最恰當的處理方式，進而優化生產的效能，
本文針對 N3 CMP Slurry PL6122 進行為期 3 個月的
offline 取樣測試，嘗試找出化學研磨液 pot life 與線
上製程表現關聯性。由測試結果發現，測得化學研磨
液 pot life( 光 強 度 ) 與 wafer data(deep-scratch)
具有相同之趨勢之外，還有高關聯性 R2=0.5( 圖5、
圖6)。此量化數值能作為及時預警 (pre-alert) 系統，
避免不符合需求的化學研磨液 pot life 被使用，進而
提升良率的，也降低潛在的生產成本。

4.1.2 濾網過濾時間 pot life
CMP tool 跟 SDS 要 酸 前，SDS 的 混 酸 槽 (mixing
tank) 會先進行混酸過濾，但目前線上沒有儀器可針
對過濾效果進行檢測，故本文針對 N2 CMP Slurry
CSL9535C mixing tank 循 環 過 濾 的 差 異 來 進 行 分
析。將過濾時間與光強度作圖，如圖7，發現經過 8
分鐘的過濾，檢測光強度上升，這是由於大顆粒子 /
聚集的研磨粒子被濾除。經過 15 分鐘的過濾，發現
檢測光強度下降，推測是循環時的流體剪應力造成研
磨粒子再次聚集導致。將此結果與 Wafer data(deep-
圖 4：CPA 原理示意圖 scratch) 進行比較，如圖8 所示，線上使用過濾 15
分鐘的研磨液，deep-scratch 會比過濾 10 分鐘還要
差。總結來說，透過 CPL 量測的化學研磨液品質，可
以間接量化出濾網過濾效能，也可以找到最佳化的運
轉參數 ( 如 : 過濾時間 )。

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