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Sebastian Sickert

• Die für das Chemisch-Mechanische Polieren eingesetzten Poliersuspensionen beinhalten Partikel einer sehr geringen Größenordnung (~ 50-200 nm). Durch ihre geringe Größe ergibt sich eine sehr hohe spezifische Oberfläche. Die Eigenschaften dieser Dispersionskolloide werden hauptsächlich durch Grenzflächen-Phänomene bestimmt, welche für die Stabilität der Suspensionen verantwortlich sind. In der Poliermittelversorgung gilt es, diese Stabilität trotz notwendigem Energieeintrag aufrecht zu erhalten und die bereits vorhandenen Agglomerate weitestgehend aus dem Poliermittel zu entfernen. Diese Großpartikel sind für den Polierprozess unerwünscht, da sie z.T. tiefe Kratzer auf der Waferoberfläche hinterlassen, welche zum Ausfall vieler Bauelemente führen können. Durch Filtration lassen sich diese für den Polierprozess kritischen Großpartikel aus der Suspension ausbringen. Somit kann das Kratzerrisiko entscheidend gesenkt werden. Bei der Tiefenfiltration von Slurries steigt die Beladungsfunktion des Filters zunächst logarithmisch an, da sich in der unfiltrierten Suspension zunächst sehr viele größere Partikel befinden. Der zunächst unbeladene Filter nimmt bevorzugt größere Partikel auf. Mit zunehmender Beladung des Filters und sinkender Großpartikelanzahl in der Suspension wird die Trennkurve der Klassierung schärfer. Ist die Slurry ausreichend vorfiltriert und der Filter ausreichend beladen, so steigt der Trennschärfegrad bei fortschreitender Filtrationszeit linear an. Dies ist der primäre Arbeitbereich des Filters. Durch die steigende Beladung des Filters erhöhen sich ebenfalls der fluidische Widerstand und damit auch der Druckverlust über dem Filter. Der Volumenstrom wird damit immer stärker begrenzt, bis der Filter gewechselt werden muss. Die Beladungskapazität des Filters kann durch eine Kaskadierung von mehreren Filtern erhöht werden. Durch eine Reihenschaltung unterschiedlicher Nenn-Rückhalteraten kann eine selektive Abscheidung der Partikel erreicht werden. Die Entwicklung des Trennschärfegrades folgt dabei dem Filter mit der kleineren Nenn-Rückhalterate. Somit kann die Filterstandzeit und gleichzeitig die Trennschärfe erhöht werden. Um auch bei höherer Beladung des Filters ausreichend Volumenstrom fördern zu können, kann die aktive Filteroberfläche vergrößert werden, in dem zwei oder mehr Reihenanordnungen parallel aufgebaut werden. Der Volumenstrom wird somit auf mehrere Stränge aufgeteilt. Des Weiteren muss bei dieser Anordnung die Versorgung während eines Filterwechsels in einem der Stränge nicht unterbrochen werden. Eine kontinuierliche Versorgung bei bestmöglichem Filterergebnis ist somit gewährleistet.
• The slurry used for chemical-mechanical polishing contains particles of a very small order of magnitude (about 50 to 200 nanometres). As a result of their small size they have a very high specific surface. The characteristics of these dispersion colloids are determined mainly by boundary surface phenomena, which are responsible for the stability of the colloidal suspensions. The challenge of slurry distribution systems is to keep this stability upright despite necessary energy entries, and to remove the already existing agglomerates as far as possible from the slurry. These large particles are undesirable for the polishing process, since they often leave deep macro scratches on the wafer surface, which usually leads to the loss of many micro-chips. By filtration those large particles can be removed from the polishing agent. Thus the scratch risk can be crucially lowered. At the depth filtration of Slurries the loading function of the filter rises first logarithmically, since in the non-filtered colloidal suspension contains many larger particles. The firstly empty filter prefers to take up larger particles. With increasing loading of the filter and sinking number of large particles in the slurry the separation curve becomes sharper. If the Slurry is sufficiently pre-filtered and the filter is sufficiently pre-loaded, the selectivity degree rises linear by progressive filtration time. This is the primary work range of the filter. By rising loading of the filter, the fluid resistance and concomitantly the pressure drop over the filter increases. The flow rate is ever more strongly limited thereby until the filter finally must be changed. The loading capacity of the filter can be increased by cascading several filters. A selective separation of the particles can be achieved by a series connection of different nominal cut rates. The development of the selectivity degree follows thereby the filter of the smaller nominal cut rate. Thus the filter life time and the separation effect can be increased at the same time. In order to be able to support a sufficiently flow rate even with higher loading of the filter, the active filter surface can be increased. Therefore two or more row arrangements can be mounted in parallel. Therewith the flow rate is divided in several ways. Another advantage is that the supply does not have to be interrupted during a filter change in only one of the strands at the same time. Thus, a continuous supply with an optimal filtration result is ensured.