專利名稱：半導體業(yè)化學機械研磨機臺水回收管路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明被應用于集成電路業(yè)及半導體業(yè)設(shè)備的工藝，本發(fā)明尤其涉及為化學機械研磨(CMP)工藝提供了一種新的操作系統(tǒng)和方法，可將其排放的水回用于芯片廠的廠務系統(tǒng)，如淋洗塔，冷卻塔等。同時，本發(fā)明還有更廣闊的應用，比如，應用于各種使用純水并產(chǎn)生可回收利用水的場合。
背景技術(shù)：
在過去數(shù)十年中，集成電路業(yè)已從在一片硅片上加工連接少量元器件發(fā)展成為上百萬元器件間連接。其性能和復雜性已遠遠超過了當初所能想象。為了增硅片的強綜合性和電路密度(如特定大小的硅片上所能包含的元器件數(shù)目)，表征最小元器件的尺寸，即眾所周知的元器件幾何，已隨著每次集成電路的更新?lián)Q代而變得越來越小。目前某些半導體器件已由小于0.25微米的特征構(gòu)成。
增加電路密度不僅可提高電路的綜合性和功能，而且可向客戶提供更廉價的產(chǎn)品。通常建造半導體工廠需花上千百萬甚至上億美元，每個工廠都具有每月上萬片晶片的產(chǎn)能，每片晶片上還有相當數(shù)量的集成電路。當制造出來的元器件越小時，在給定的面積上包含的元器件就更多。做出更小的元器件是一個挑戰(zhàn)，因為半導體元器件的每一步工藝都有極限。這就是說， 一個工藝通常只能出來一個特定的特征尺寸，不同工藝或元器件，布置就需跟著變化。
制造廠設(shè)備的運行成本也顯著地提高。眾所周知，許多在上個世紀70和80年代運轉(zhuǎn)的半導體廠現(xiàn)在已消失了，大量半導體廠在80年代遷到日本，然后在90年代遷到韓國和中國臺灣。在低制造成本的需求下，中國大陸已被半導體制造業(yè)選中而開始發(fā)展。許多公司宣布計劃開始在大陸投產(chǎn)，包括象摩托羅拉，臺灣積體電路制造公司(TSMC)等大公司。雖然在大陸勞動力成本會較低，但為了滿足低成本晶片需求，一些費用仍可被降低和減少！從上所述，可看出，在半導體設(shè)備上做一些技術(shù)的改進是形勢所需的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明被應用于集成電路業(yè)及半導體業(yè)的設(shè)備流程。尤其是該發(fā)明對化學機械研磨(CMP)設(shè)備的操作提供了一種新的系統(tǒng)和方法，可將其排放的水回用于芯片廠的廠務系統(tǒng)，如淋洗塔，冷卻塔等。該發(fā)明同時還有更廣闊的應用，比如，應用于各種使用純水并產(chǎn)生可回收利用的水的場合。
特別值得一提的是，本發(fā)明為集成電路設(shè)備提供了一種水回收的方法。該方法含蓋了操作有工藝排水的CMP機臺，因為晶片制造需要用純水，該方法選擇性收集排水。并且還包含了從CMP工藝到廠務回收系統(tǒng)，收集的排水回用于廠務系統(tǒng)。
另一方面，本發(fā)明為集成電路設(shè)備提供了一種水回收的方法，該方法含蓋了操作使用純水的CMP機臺。CMP的工藝包括晶片制造需要的純水，及其使用后排放到廠務的排水。該方法選擇性收集CMP工藝排水，排放到廠務系統(tǒng)。并且系統(tǒng)不用任何化學藥劑去處理，就可將收集的排水回用于廠務系統(tǒng)。
還有特別的一方面，本發(fā)明應用于CMP機臺，帶有多個操作步驟，每個操作步驟至少帶有一項工藝操作。排放管接納各個操作步驟的排水，排放管上的閥門選擇性地開關(guān)，收集排水回用于廠務。其余的廢水則排入廢水管。
本發(fā)明較常規(guī)操作取的頗多好處。比如，該技術(shù)易于應用到一般的工藝。另外，與常規(guī)技術(shù)相容，并不需要對設(shè)備和工藝進行大量的改造。尤其是，本發(fā)明可應用于不同的產(chǎn)品，象存儲器，ASIC，微處理器等。由此可見，可在不同產(chǎn)品上取得更多的益處。將會在下文對中有詳盡的介紹。
本發(fā)明相關(guān)的結(jié)構(gòu)，特征可參考所附的圖紙，在其中有詳細的說明。


圖1是CMP機臺排水回收系統(tǒng)圖；圖2是常規(guī)CMP機臺排水系統(tǒng)簡圖；圖3是改造后的CMP機臺排水系統(tǒng)簡4是另外一款改造的CMP機臺排水系統(tǒng)簡圖具體實施方式
本發(fā)明被應用于集成電路業(yè)及半導體業(yè)設(shè)備的流程。尤其是本發(fā)明對化學機械研磨(CMP)設(shè)備的操作提供了一種新的系統(tǒng)和方法，可將其排放的水回用于芯片廠的廠務系統(tǒng)，如淋洗塔，冷卻塔等。本發(fā)明同時還有更廣闊的應用，比如，應用于各種使用純水并產(chǎn)生可回收利用的水的場合。
圖1只是一個例子并沒有限制此申明的范圍。一項技術(shù)允許各種可變性，通融性。如圖所示，該方法開始于編號100，改造后的CMP操作包含了純水的使用和與制程聯(lián)動的排水。下表是純水水質(zhì)的一個樣本。


表1純水UPW純水用于半導體晶片生產(chǎn)。該方法選擇性地收集CMP工藝排水(105)到廠務系統(tǒng)，其余廢水則排入廢水處理系統(tǒng)(101)。故排水有兩個方向要么去廠務回收系統(tǒng)或去廢水處理系統(tǒng)。回收水經(jīng)排水管到有泵(109)配置的收集槽(107)。收集槽連接廠務回收用戶，冷卻塔(111)。該系統(tǒng)不需經(jīng)過任何化學處理。冷卻塔包括排污(113)。以下是更詳細的描述。
關(guān)于本發(fā)明的描述如下1.介紹半導體CMP機臺研磨和清洗使用的純水；2.運行時研磨站和清洗站使用純水情況；3.管道收集清洗排水到廠務系統(tǒng)；4.管道收集研磨廢水到廢水系統(tǒng)；5.廢水管閥門處常開狀態(tài)，收集管閥門處常閉狀態(tài)；6.研磨盤流程結(jié)束；7.化學品和研磨漿停止供應；8.關(guān)閉廢水管閥門，打開收集管閥門；9.研磨盤的排水收集到廠務系統(tǒng)；10.儲槽收集排水；11.儲槽水供給到用戶；12.若有必要，進行其他步驟。
以上描繪了改造后的CMP機臺的每一個操作步驟。該方法通過設(shè)定與工藝聯(lián)動閥門的開/關(guān)來收集機臺的清洗排水并回用于廠務系統(tǒng)。尤其是從CMP機臺收集到廠務系統(tǒng)的整個過程，沒有像其他常規(guī)處理那樣，為加強處理效果而需要額外花費化學藥品。
圖2是一張常規(guī)CMP機臺(200)排水架構(gòu)圖。該圖只是一個例子，并沒有限制本申明的范圍。本圖中任一項普通的技術(shù)允許其他的改動，變換。如圖所示，常規(guī)CMP機臺(200)排水架構(gòu)圖包括一系列管201，203，205，207，每根管都連接相對應的部位，如，盤1，2，3和存儲槽。每個盤是一個用于平整晶片表面并有純水和研磨漿供應配置的研磨墊。每一步流程都連接排水管并在209匯合。廢水通常由研磨漿和部分純水混合而成，并通過該排水管排放。我們發(fā)現(xiàn)當沒有跑貨，即待機時，仍有純水通過該管排放，此水較干凈，可回用于廠務系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的原理可將其改造描述如下1.半導體CMP機臺清洗使用的純水；2.跑芯片時使用純水和化學品(如，HF，H2SO4，NH4OH)；3.輸送從化學清洗中收集的含化學品的廢水到回收或處理系統(tǒng)；4.廢水管閥門處常開狀態(tài)，收集管閥門處常閉狀態(tài)；5.化學品和純水使用流程結(jié)束；6.化學品停止供應，開始清洗晶片流程；7.關(guān)閉廢水管閥門，打開收集管閥門；8.輸送清洗步驟時沒有被污染的排水到廠務系統(tǒng)；9.由儲槽收集排水；10.輸送儲槽水到用戶；11.若有必要，進行其他步驟。
以上描述了根據(jù)本發(fā)明而所要求CMP機臺在操作時的步驟的。該方法通過設(shè)定與制程聯(lián)動閥門的開/關(guān)來收集機臺的清洗水并回用于廠務系統(tǒng)。尤其是從CMP機臺收集到廠務系統(tǒng)的整個過程中沒有使用到其他常規(guī)處理中為加強處理效果而需要額外花費的化學藥品。
根據(jù)本發(fā)明的原理描述如下1.介紹半導體CMP機臺清洗使用的純水；2.跑芯片時使用純水和化學品(如，HF，H2SO4，NH4OH)；3.輸送從化學清洗中收集的含化學品的廢水到回收或處理系統(tǒng)；4.廢水管閥門處常開狀態(tài)，收集管閥門處常閉狀態(tài)；5.化學品和純水使用流程結(jié)束；6.化學品停止供應，開始清洗晶片流程；7.繼續(xù)用純水清洗晶片上的化學品；
8.關(guān)閉廢水管閥門，打開收集管閥門；9.輸送清洗步驟時沒有被使用的排水到廠務回收系統(tǒng)；10.由儲槽收集排水不用任何處理；11.輸送儲槽水到回用處不用任何處理；12.若有必要，進行其他步驟。
以上描述了根據(jù)本發(fā)明而所要求CMP機臺在操作時每一個步驟的。該方法通過設(shè)定與制程聯(lián)動閥門的開/關(guān)來收集機臺的清洗水并回用于廠務系統(tǒng)。尤其是從CMP機臺收集到廠務系統(tǒng)的整個過程中沒有使用到任何常規(guī)處理中為加強處理效果而需要額外花費的化學藥品。關(guān)于本發(fā)明詳盡的說明見下文。
圖3是一張根據(jù)本發(fā)明而做的CMP機臺排水架構(gòu)圖(300)。該圖只是一個例子，并沒有限制本申明的范圍。本圖中任一項普通的技術(shù)允許其他許多改動，變換。如圖所示，排水架構(gòu)圖包括了清洗盤排水管線201，203，205，存儲槽207，及其他。存儲槽207存儲純水，其用于清洗晶片。清洗晶片后的排水仍很干凈可回用于廠務系統(tǒng)。相應的，排水管線305水可回用于廠務系統(tǒng)。
每步清洗都包括了排放含研磨漿和化學品的廢水，和排放相對較干凈可回用的水。每個站都帶有一個或多個閥，用以切換水排至廢水處理系統(tǒng)或回收系統(tǒng)。如圖所示，排水管線201與閥311連接，其處于常關(guān)狀態(tài)只有機臺處于待機時才切至排水到回收。當閥311打開時，常開閥313關(guān)閉。閥313打開，閥311關(guān)閉，讓含研磨漿的廢水排放。研磨盤2也同研磨盤1一樣連接閥門，同樣操作。研磨盤3與常開閥307連接，其同時與常關(guān)閥309連接。實際上，研磨盤3是一個清洗過程，其排水可回用于廠務系統(tǒng)，如淋洗裝置，冷卻裝置等等。
圖4是表現(xiàn)本發(fā)明的另一種CMP機臺排水架構(gòu)圖(400)。該圖只是一個例子，并沒有限制本申明的范圍。本圖中任一項普通的技術(shù)允許其他許多改動，變換。如圖所示，排水架構(gòu)圖包括了研磨盤401，1#化學清洗403，2#化學清洗2 405及其他。研磨盤分別通過閥407和409與管線427和429連接。當研磨盤在跑貨時，該排水帶有研磨漿或化學品，因此通過開閥409，關(guān)閉閥407，由管線429排掉。相仿的，當處在待機時，開啟閥407，關(guān)閉閥409，排水將通過管線427。待機狀態(tài)的水較干凈，可回收。
另一方面，1#化學清洗包含了至少可在3個模式下操作的傳輸管線。待機時，化學清洗排水收集到廠務系統(tǒng)，閥411開啟，閥413關(guān)閉。清洗時，閥413開啟，閥411關(guān)閉并通過管線425排放。清洗流程403使用刻蝕劑如HF氫氟酸類。清洗流程405采用同樣的方式，只是使用了不同的清洗劑，如氨水類。因為在清洗中用了各種化學品，故只能收集化學品清洗后的排水用于回收系統(tǒng)。當然，該方法可存在一些變動，更改。
應該明白此處的舉例和說明只是為了做例證，對熟悉該流程的人員來說，各種變動，更改都可采用，其精神已包含在本申請和相關(guān)附件。
權(quán)利要求
1.帶水回收系統(tǒng)的集成電路的處理方法，該方法包含操作化學機械研磨設(shè)備，該化學機械研磨操作含蓋了工藝排水，水回用于生產(chǎn)；選擇性的排放排水；輸送工藝排水從化學機械研磨機臺到廠務；和在廠務的系統(tǒng)利用回收水。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，廠務系統(tǒng)包含冷卻塔和中央淋洗塔。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，排水的PH在6~10間。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，排水電導率在2000μs/cm以下。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，有選擇性的排放是由閥來控制的，并通過機臺電腦的硬件來實現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，排放包含多根管線，每根管線連接一個或多個操作站。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，輸送到廠務包含了傳輸?shù)绞占?，然后到廠務回用系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，選擇性的排放包含了由電腦軟件輸出與工藝相對應的信號來開啟閥門，釋放工藝排水。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，工藝用水指電阻率在18兆歐的純水。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳輸化學機械研磨機臺的排水到廠務，從化學機械研磨臺到廠務系統(tǒng)間不用經(jīng)過任何化學處理系統(tǒng)。
11.帶水回收系統(tǒng)的集成電路元器件的處理方法，該方法包括操作耗用純水的化學機械研磨機臺，化學機械研磨機臺的流程由工藝用純水，純水排放和收集到廠務回用構(gòu)成；選擇性的從化學機械研磨機臺排放水，輸送從化學機械研磨機臺排水到廠務系統(tǒng)，該傳輸間不用經(jīng)過任何化學處理系統(tǒng)；和回用該排水到廠務系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，有選擇性排放是由閥來聯(lián)動化學機械研磨機臺工藝來實現(xiàn)控制的。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，純水是指電阻率在18兆歐的純水。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，純水不含任何直徑大于0.05微米的顆粒。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，傳輸化學機械研磨機臺排水到廠務收集槽，然后到回用系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，廠務系統(tǒng)包含冷卻塔和中央淋洗塔。
17.化學機械研磨系統(tǒng)，包含多個操作站，每個操作站至少可進行一種操作；與一個或多個操作站連接的排放管線來收集排水；排放管線連接的閥選擇性的輸送排水到廠務系統(tǒng)；和排放管線輸送排水到廢水系統(tǒng)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包含聯(lián)動閥門的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)由一個或多個設(shè)置構(gòu)成，其可正確地指導閥門開關(guān)，收集排水到廠務系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，排水包含多根管線。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與操作站連接的純水水源，一個或多個操作站使用后的純水將會被排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有水回收的集成電路機臺操作方法。該方法包括了化學機械平整過程，其中有工藝排水。工藝水用于制造一個或多個半導體晶片。該方法還選擇性的排放工藝排水。同時輸送CMP工藝排水到廠務，在廠務系統(tǒng)回用該排水。
文檔編號B24B37/04GK1512539SQ02160568
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者陳建華, 彭云新, 厲曉華 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公, 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司