半導體產業化學機械研磨之廢水處理 呂紹麟

半導體產業化學機械研磨之廢液處理

報告人 : 呂紹麟

中華民國 96年 6月 13日

內容 :

一、一般廢水處理

二、工業廢水處理

三、半導體產業化學機械研磨廢水處理

一、一般廢水處理

處理方式分成以下四個單元：

(1)初級處理：攔污除油。(2)二級處理：生物處理、沉澱。(3)三級處理：砂濾、吸附、軟化、消毒、 貯存、回收。(4)雨水處理：砂濾、貯存、回收。

台灣環保產業雙月刊

大陸水工股份有限公司

二、工業廢水處理

新竹科學工業園區管理局污水處理廠

三、半導體產業化學機械研磨廢水處理

材料

設計

光罩

IC生產廠房

測試

封裝

最後測試

加熱製程

微影製程

蝕刻與光阻剝除

離子佈植與光阻剝除

金屬化化學機械研磨

介電質沉積

晶圓

晶圓製程流程圖晶圓製程流程圖

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研磨漿

研磨襯墊

壓力

晶圓夾具晶圓

膜層

平台

研磨漿輸配器

固定環

化學機械研磨化學機械研磨

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CMPCMP 的必要性 的必要性微影技術的解析度微影技術的解析度 R = KR = K11 l/NAl/NA為改善解析度為改善解析度 , , 數字孔徑數字孔徑 ((NA)NA) ↑↑ or or 波波長長 ((l) l) ↓↓

景深景深 (DOF) = K(DOF) = K22 l/ 2(NA)l/ 2(NA)22, , 兩種改善解兩種改善解析度的方法都會降低光學系統的景深析度的方法都會降低光學系統的景深

當解析度當解析度 0.25 mm0.25 mm 時， 景深約 時， 景深約 2,083 2,083 ÅÅ，解析度，解析度 0.18 mm0.18 mm時，景深約時，景深約 1,500 1,500 ÅÅ

此處我們假設此處我們假設 KK11=K=K22, , ll=248 nm (DUV), =248 nm (DUV), 且 且 NANA=0.6=0.6

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CMPCMP的必要性的必要性

圖形尺寸圖形尺寸 0.25 mm 0.25 mm 需要粗糙度需要粗糙度 < 2000 Å < 2000 Å 所需的平坦化只能藉著使用所需的平坦化只能藉著使用 CMPCMP製程而製程而達到達到

圖形尺寸 圖形尺寸 > 0.35 mm, > 0.35 mm, 其他的平坦化方其他的平坦化方法可以用來滿足微影技術的景深需求法可以用來滿足微影技術的景深需求

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CMPCMP的優點的優點

晶圓表面平坦化可以容許高解析度的微影晶圓表面平坦化可以容許高解析度的微影技術製程技術製程

被平坦化的表面也可以消除由於較差的被平坦化的表面也可以消除由於較差的PVDPVD階梯蓋造成的側壁變薄的問題階梯蓋造成的側壁變薄的問題

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CMPCMP的應用的應用

STI

CMP USGCMP PSG, WCMP PSG, W

CMP USG

CMP USG

CMP USG

CMP W

CMP W

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化學機械研磨廢水處理方法 :

一、混凝沉澱 二、溶解空氣浮除 三、外加電場掃流微過濾 四、薄膜超過濾 五、微生物吸收 六、電化學處理

化學機械研磨廢水處理技術CMP可分為兩大類：

(1) 以化學加葯混凝做前處理伴隨重力沉澱、 加壓浮上或薄膜過濾等處理程序。

(2) 不加任何化學葯品直接以超過濾 (UF)、 電膠凝／電透析 (EC/ED) 或外加電場微過濾處理程序。

駱尚廉

一、 化學加葯混凝做前處理，伴隨後段處理單元設備 化學加葯混凝及膠羽作用是一種既有效又普遍的化學處理程序， 藉著帶相反電荷之無機及有機物質表面電性中和及離子的中和作用， 以使去穩定化的溶解或懸浮固體物質形成膠羽，並藉著後段處理單元 來移除CMP 廢水中所含之懸浮微顆粒、重金屬及一些有機物質。

二、 直接使用超過濾或電膠凝處理方式 若不加任何化學葯品來混凝膠羽化 CMP廢水中之溶解或懸浮微粒，只加入少量 pH調整劑來做為前處理加葯時， 目前已被使用或被研究開發之處理系統有： 超過濾 (UF) 、電膠凝／電透析 (EC/ED) 或外加電場微濾系統等。

駱尚廉

毫微米通訊第九卷第一期第 32頁

毫微米通訊第九卷第一期第 32頁

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化學機械研磨之廢液資源化

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