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VOL.52 廠務季刊       品質監控_化學研磨液系統分析儀器突破性發展



































              圖 10：Slurry F6A filter lifetime 與 wafer data 時間關係圖




              4.2  化學品純度分析儀 (CPA)

              4.2.1  化學品純度 vs. Remove Rate (RR)               4.2.2  化學品純度 vs. ESDTHK

              Copper(Cu) CMP slurry  是 CMP 製程中配方最複雜           CMP 發現 N3 CMP slurry MSL5225C 的 ESDTHK 與研磨
              的研磨液，晶圓表面的銅接觸到研磨液就會被腐蝕，                         液中的成分 chem6 & chem9 有關，經 Pi-run 驗證後鎖
              若 CMP 中 Cu 的腐蝕速率太快就容易造成 dishing/                定是由不同批號的原物料差異造成，但線上目前無可分
                     [03]
              Erosion  的問題，所以在 Cu slurry 中，含有鰲合               析其中差異的儀器，僅靠不斷 Pi-run 新批號與指定批
              劑 ( 鰲合游離出來的銅離子，避免再次沉積回去 )，以                     號的原物料來控制 ESDTHK 高低，來因應 CMP 的需
              及腐蝕抑制劑 ( 避免 Cu 過度被腐蝕 )，故 Cu CMP 中               求，這將導致潛在的斷料、斷線風險與人力調度問題。
              chemicals 的純度變化對於研磨速率 (Remove Rate,             故利用 CPA 對此劑研磨液的 chemicals 純度進行數
              RR) 顯得特別重要。故針對 N3 Cu CMP slurry F6A             值化，並與廠商提供的 CoA 中 chem6 & chem 9 成
              透過 CPA 將研磨液中 chemical 的純度數值化並與研                 分濃度進行比較。如圖 12，發現測試頻率為 1kHz 時，
              磨速率 (RR) 做相關性分析，如圖 11 所示，測得電容                   測得電容值 ( 純度變化 ) 與 CoA 上的 chem 9 趨勢一
              值 (chemical 純度變化 ) 與 RR 成正比之外，還具有               致 R2=0.98；測試頻率為 100kHz 時，測得電容值 ( 純
              高相關性 R2=0.92。                                   度變化 ) 與 CoA 上的 chem 6 趨勢一致 R2=0.93，這
                                                              代表廠務可利用 CPA 來控管廠商提供的原物料品質
                                                              外，也可檢驗儲放廠內的原物料是否放久變質。此外，
                                                              為了證明 CPA 檢測的 chemical 純度數值是與 wafer
                                                              data 相關的，本文也針對此劑研磨液在 F12P8 進行
                                                              為期 1 個月的 online 測試。如圖 13，發現測得電容
                                                              值 ( 純度變化 ) 與 wafer data 不僅具有相同之趨勢，
                                                              還有高關聯性 R2=0.55；透過科學方法量化出來的數
                                                              值，不僅可以快速的找到最佳的運轉參數 ( 挑對原物
                                                              料批號 )，更可以做為提早預警 (pre-alert) 的指標，
                                                              降低潛在的生產成本。





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