專利名稱：研磨液供給系統(tǒng)及化學機械研磨站的研磨液混合物供給法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及研磨液供給系統(tǒng)，特別涉及適用在半導體制造中所使用的一種研磨液 泵送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代半導體電子裝置(例如集成電路芯片)通過將材料與元件的多疊層建立于 一半導體基底之上而形成。一般而言，半導體裝置結(jié)合了許多的有源元件，這些有源元件形 成于基底之上。金屬導體內(nèi)連接線(在部分實施例中是由銅所制成)由各種附加圖樣化與 沉積工藝(例如顆粒狀花紋及雙顆粒狀花紋)所形成，在通過形成于一層或多層介電材 料層中的電路通道或走線之下可將數(shù)個有源元件以電性耦接方式而結(jié)合為一體?，F(xiàn)代半導 體制造需要以下的重復(fù)操作步驟順序材料沉積(導電與非導電介電材料)、于介電材料中 的電路的光光刻圖樣、以及材料移除(例如利用蝕刻與灰化逐漸地建立推疊式半導體結(jié) 構(gòu))。應(yīng)用在半導體制造中的化學機械拋光或研磨(“CMP”)為對于形成于一基底之上 的層結(jié)構(gòu)進行全面平坦化的技術(shù)，通過此技術(shù)可在材料的連續(xù)層結(jié)構(gòu)之上提供一均勻表面 輪廓或表面形貌。任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均知，化學機械研磨基本上是需要利用一拋光 裝置，并且將含有一磨料(例如膠態(tài)二氧化硅或鋁)、去離子水與化學溶劑或氧化劑(例 如過氧化氫、鉀或氫氧化銨)之一研磨液供應(yīng)至拋光裝置。一般而言，研磨液通過一研磨 液供給系統(tǒng)的壓力泵送下而被傳送至化學機械研磨站，并且研磨液被直接地施加于半導體 晶片的表面上。隨后，研磨液通過一回轉(zhuǎn)拋光墊或拋光頭而被加工至晶片之中，如此對于晶 片表面進行拋光/平面化。圖1表示為現(xiàn)有存儲研磨液且將研磨液供應(yīng)至一化學機械研磨站16的研磨液供 給系統(tǒng)10的附圖。于圖1中，濃縮研磨液11經(jīng)由泵送進至一研磨液混合槽12，于濃縮研磨 液中混合了去離子水與化學制品(例如過氧化氫H2O2)。濃縮研磨液與供給至研磨液混合 槽12的去離子水的數(shù)量可利用流量計和/或磅秤而測得，借此以提供每次所預(yù)期建立的研 磨液混合物的所需比例。隨后，稀釋研磨液經(jīng)由管路而輸送至具有兩研磨液供給泵13的一 泵送站，此兩研磨液供給泵13呈并聯(lián)的泵送關(guān)系進行排列。研磨液供給泵13排放至一共 同管座，并且研磨液被傳送至一閥開關(guān)箱14。閥開關(guān)箱14包括數(shù)個閥件與相關(guān)支管，研磨 液流經(jīng)路徑可通過閥開關(guān)箱14的數(shù)個閥件與相關(guān)支管而進行切換，因而可形成兩分離研 磨液管路回路A、B (如圖1所示)。研磨液可再經(jīng)由一循環(huán)管路17而回流至研磨液混合槽 12。于此例子中也提供了一備用的第二研磨液供給系統(tǒng)，此一備用的第二研磨液供給系統(tǒng) 通常包括了一第二研磨液混合槽12與并聯(lián)組的研磨液供給泵13，研磨液可通過備用的第 二研磨液供給系統(tǒng)而供給至閥開關(guān)箱14。來自于閥開關(guān)箱14的研磨液流動通過研磨液管 路回路A或B (視哪個正在被使用而定)而至一閥箱15，通過閥箱15將來自于研磨液管路 回路A或B的研磨液供應(yīng)至化學機械研磨站16，如此以便于半導體晶片進行拋光/平面化 處理。輸送至化學機械研磨站16的研磨液品質(zhì)可經(jīng)由一測試設(shè)備18所監(jiān)控，通過測試設(shè)備18的操作可對研磨液參數(shù)(例如比重SG與pH值)進行測量。然而，就上述現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)10具有相當多的操作與維修缺點。由圖1中所示的并聯(lián)泵送排列方式可知，若兩研磨液供給泵13中，其中的一泵故障，會產(chǎn)生壓降與研 磨液供給系統(tǒng)流量下降的缺點，如此造成了化學機械研磨站16無法符合其需求。當研磨液 供給系統(tǒng)中之一需進行例行性維修(因為需對于大量閥件進行開啟/關(guān)閉下以實行切換作 業(yè))時，閥開關(guān)箱14中的復(fù)雜的泵送與閥件排列將會造成制造廠作業(yè)人員無法容易地進行 轉(zhuǎn)變過程的操作。再者，于閥開關(guān)箱14中的迂回管路排列建立了許多的“管路死角”，于這 些管路死角所形成的停滯流動，將造成研磨液的聚集和/或固化，除了影響研磨液濃度與 品質(zhì)的問題之外，當為了切換至備用的研磨液供給系統(tǒng)之下而必須對于交替的未使用分離 研磨液管路回路進行維修時，許多潛在于管路的堵塞問題也可能會發(fā)生。如圖1所示為現(xiàn)有的研磨液供給系統(tǒng)10的另一缺點在于儀器準確性漂移或移位 問題，這些儀器漂移或移位問題會發(fā)生在供給至研磨液混合槽12的去離子水、化學制品、 研磨液的數(shù)量測量方面。流量計和/或磅秤所具有的儀器準確性漂移或移位問題，除了無 法正確地對于化學制品、濃縮研磨液的數(shù)量進行正常測量之外，有可能會影響研磨液品質(zhì)， 并且需要更為頻繁的對于這些測量儀器進行校正。如圖1所示為現(xiàn)有的研磨液供給系統(tǒng)10的另一個缺點在于當研磨液供給系統(tǒng)中 之一需進行例行性維修時，而另一系統(tǒng)持續(xù)供給研磨液至化學機械研磨站16，當混合槽12 的研磨液耗盡前，必須準備備用已稀釋好的研磨液供給系統(tǒng)，可隨時供應(yīng)化學機械研磨站 16所需的研磨液，否則中斷的半導體工藝將會造成了生產(chǎn)時間損失與較高的制造成本。此 夕卜，在基于每日研磨液需求之下，有時會在操作中的混合槽與備用的供給系統(tǒng)之間進行研 磨液供給的切換，而此種切換方式是需經(jīng)由上述說明中的操作人員對于閥開關(guān)箱14中的 閥件進行多次的開啟/關(guān)閉，此種切換方式是相當不易于實施的。因此，如何提出可減少或消除上述現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)的問題及改良研磨液供給 系統(tǒng)是相當需要的。

發(fā)明內(nèi)容
在相較于現(xiàn)有的設(shè)計之下，于此所述的本發(fā)明的一種研磨液供給系統(tǒng)用以提供更 可靠、可維修且可操作的系統(tǒng)。在相較于現(xiàn)有的系統(tǒng)，于此所呈現(xiàn)的一實施例中提供了具有 簡單設(shè)計與操作、具可撓性、低結(jié)構(gòu)成本的一種簡化的研磨液供給系統(tǒng)。在一實施例中，一種研磨液供給系統(tǒng)適用于在一半導體制造設(shè)備中的一化學機械 研磨。研磨液供給系統(tǒng)包括一閥箱與一第一研磨液供給系列。閥箱包括數(shù)個閥件與一研磨 液排放管座，研磨液排放管座流動性地連接于至少一化學機械研磨站。第一研磨液供給系 列包括一第一研磨液混合槽、一第一研磨液供給槽、至少兩第一研磨液供給泵、一第一泵排 放管路與一第一研磨液回流管路，第一研磨液混合槽用以制備稀釋研磨液，第一研磨液供 給槽通過一第一混合槽排放管路而流動性地連接于一第一混合槽，至少兩第一研磨液供給 泵以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè)置且經(jīng)由一第一泵吸取管路而連接于第一研磨液供給槽，第一泵 排放管路自至少兩第一研磨液供給泵而被安排至閥箱，第一研磨液回流管路自閥箱而被安 排至第一研磨液供給槽，第一泵排放管路與第一研磨液回流管路定義一第一研磨液管路回 路，其中，在將閥箱中的數(shù)個閥件相互連接于第一研磨液管路回路的方式下，研磨液自第一研磨液管路回路以可操作地而供應(yīng)至至少一化學機械研磨站。在另一實施例中，研磨液供給系統(tǒng)還包括一第二研磨液供給系列。第二研磨液供 給系列包括一第二研磨液混合槽、一第二研磨液供給槽、至少兩第二研磨液供給泵、一第二 泵排放管路與一第二研磨液回流管路，第二研磨液混合槽用以制備稀釋研磨液，第二研磨 液供給槽通過一第二混合槽排放管路而流動性地連接于一第二混合槽，至少兩第二研磨液 供給泵以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè)置且經(jīng)由一第二泵吸取管路而連接于第二研磨液供給槽，第 二泵排放管路自至少兩第二研磨液供給泵而被安排至閥箱，第二研磨液回流管路自閥箱而 被安排至第二研磨液供給槽，第二泵排放管路與第二研磨液回流管路定義一第二研磨液管 路回路，其中，在將閥箱中的數(shù)個閥件相互連接于第二研磨液管路回路的方式下，研磨液自 第二研磨液管路回路以可操作地而供應(yīng)至至少一化學機械研磨站。在部分實施例中，較佳 的方式是將經(jīng)設(shè)計與設(shè)置的閥箱中的數(shù)個閥件可自第一研磨液管路回路或第二研磨液管 路回路之一而將研磨液供應(yīng)至至少一化學機械研磨站。一種將一研磨液混合物供給至一化學機械研磨的方法被提供，此方法包括自一 第一混合槽將一稀釋研磨液混合物輸送至一第一研磨液供給槽；利用至少兩第一研磨液供 給泵對于來自于第一研磨液供給槽的稀釋研磨液混合物進行泵送且將稀釋研磨液混合物 泵送回復(fù)至第一研磨液供給槽而對于一第一研磨液管路回路進行定義，至少兩第一研磨液 供給泵經(jīng)由一閥箱而以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè)置；將來自于一第二混合槽的稀釋研磨液混合 物輸送至一第二研磨液供給槽；利用至少兩第二研磨液供給泵對于來自于第二研磨液供給 槽的稀釋研磨液混合物進行泵送且將稀釋研磨液混合物泵送回復(fù)至第二研磨液供給槽而 對于一第二研磨液管路回路進行定義，至少兩第二研磨液供給泵經(jīng)由閥箱而以串聯(lián)泵送關(guān) 系進行設(shè)置；利用閥箱將來自于第一研磨液管路回路或第二研磨液管路回路的稀釋研磨液 混合物給至一研磨液排放管座；以及將來自于研磨液排放管座的稀釋研磨液混合物提供至 一化學機械研磨站。根據(jù)另一實施例可知，一種使用者可調(diào)測量槽用以對于一液體的既定數(shù)量進行測 量，此液體應(yīng)用在化學機械研磨拋光工藝中的稀釋研磨液的制備。此液體可包括無限制濃 縮液態(tài)研磨液、去離子水與化學制品。此使用者可調(diào)測量槽包括一殼體與一使用者可定位 瓶。殼體定義出具有一容量與一既定使用率的一儲液器。使用者可定位瓶設(shè)置于儲液器，使 用者可定位瓶可垂直移動方式而位于既定使用率之上與之下的位置，其中，當基于使用者 可定位瓶的位置而將液體加入于使用者可調(diào)測量槽時，使用者可定位瓶排放而改變液量， 借此以調(diào)整儲液器的容量。本發(fā)明不但可以簡化供應(yīng)研磨液的操作，而且可以降低設(shè)備維護成本。


圖1為表示一現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)的示意圖；圖2為表示根據(jù)本發(fā)明的一研磨液供給系統(tǒng)的一實施例的示意圖；圖3為表示一去離子水噴嘴的立體圖，此去離子水噴嘴可提供作為可用于圖2的 研磨液供給系統(tǒng)之中的一槽型密封系統(tǒng)的使用；圖4為表示可用于圖2的研磨液供給系統(tǒng)中的一測量槽的一剖面圖；圖5-圖7為表示用以制備一稀釋研磨液的一操作順序的一實施例中的具有數(shù)個測量槽的一研磨液混合槽的示意圖；圖8為表示可用于圖2的研磨液供給系統(tǒng)之中的一濕氣覆蓋系統(tǒng)的一實施例的示 意圖；圖9、圖10為表示一現(xiàn)有研磨液過濾器殼體的俯視圖、側(cè)剖面圖；圖11、圖12為表示根據(jù)本發(fā)明的一研磨液過濾器殼體的一實施例的俯視圖、側(cè)剖 面圖；圖13表示可用于圖2的研磨液供給系統(tǒng)之中的一閥箱的示意圖。上述附圖中的附圖標記說明如下10 研磨液供給系統(tǒng)100 化學機械研磨站11 濃縮研磨液供給桶110 入口111 出口112 研磨液表面113 研磨液容器或槽115 排出管路116 適當裝置12 研磨液混合槽120 去離子水入口管路13 研磨液供給泵130 研磨液過濾器殼體131 底殼本體132 中央出口室133 入口噴嘴134 出口噴嘴135 過濾器136 可移除蓋子137 中央通道14 閥開關(guān)箱15 閥箱150 連接位置16 化學機械研磨站17 循環(huán)管路18 測試設(shè)備20 研磨液供給系統(tǒng)21 第一研磨液供給系列22 第二研磨液供給系列30 濃縮研磨液供給桶
31 研磨液傳送泵
32 再循環(huán)管路33 管路40 混合槽50 研磨液測量槽51 去離子水測量槽52 化學制品測量槽54 使用者可調(diào)測量槽55 瓶子56 使用者_可轉(zhuǎn)動式螺紋調(diào)節(jié)桿件57 排放隔離閥件58 頂儲液器59 大型底儲液器60 去離子水噴嘴61 去離子水入口端口62 多出口端口63 截流閥70 泵-槽混合器71 截流閥72 混合槽排放管路73 再循環(huán)管路74 比重SG與pH值測量設(shè)備75 溢流管路76 加壓研磨液攪動噴射77 殼體78 內(nèi)儲液器79 液位80 研磨液供給槽81 研磨液供給泵82 泵吸取管路83 泵排放管路84 研磨液回流管路90 閥箱91 排放管座93 隔離閥件CH 化學制品CMP 化學機械研磨DI 去離子水N2 氮氣pH pH 值
SG 比重SL 研磨液
VMB 閥箱
具體實施例方式作為例證實施例的說明可在配合相關(guān)附圖下而被理解，這些附圖為整份說明的考 慮部分。于所揭示的實施例的說明中，任何關(guān)于方向或方位的參考僅作為說明便利的使 用，并且因此而不會造成本發(fā)明的領(lǐng)域的限制。就例如“底(l ower)”、“頂(upper)”、“水 平(horizontal)”、“垂直(vertical) ”、“之上(above)”、“之下(below)”、“向上(up)，，、 “向下(down) ”、“頂(top) ”與“底(bottom)，，的相關(guān)術(shù)語及其衍生術(shù)語(例如“水平地 (horizontally)”、“向下地(downwardly) ”、“向上地(upwardly) ”等)而言，于說明中或呈 現(xiàn)于附圖中的討論時，這些相關(guān)術(shù)語及其衍生術(shù)語用以作為方位的使用。這些相關(guān)術(shù)語僅 為了便于說明而使用，并且不需要在一特定方位下對于裝置進行建構(gòu)或操作。除非是特別地說明利用了其它方式，否則例如“將…貼附于(attached)”、“將… 固定于(affixed) ”、“將…連接于(connected) ”、“將…相互連接(interconnected) ”的術(shù) 語表示于多個結(jié)構(gòu)之間利用了多個中間結(jié)構(gòu)、以可移動或剛性附件或關(guān)系的作用下而達到 彼此之間的直接或間接地固定或貼附。就用以描述結(jié)構(gòu)/元件之間的關(guān)系的術(shù)語“鄰接于 (adjacent) ”而言，此“鄰接于(adjacent) ”包括了相關(guān)的單獨結(jié)構(gòu)/元件間的直接接觸與 于單獨結(jié)構(gòu)/元件之間具有其它中間結(jié)構(gòu)/元件的存在。再者，由較佳實施例說明本發(fā)明 的可能的非限制性特征的組合并非特別地用以限制本發(fā)明，這些非限制性特征可單獨存在 或為其它特征的組合，本發(fā)明的保護范圍當事所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準。就說明書中所使用的術(shù)語“管路”(“l(fā)ine”、“piping”與“tubing”)而言是可互 換使用，并且這些術(shù)語“管路”(“l(fā)ine”、“piping”與“tubing”)可有關(guān)于傳統(tǒng)上應(yīng)用在傳 輸液體(包括研磨液)和/或氣體材料與其組合的流體管道的任何型式、尺寸或組態(tài)。請參閱圖2，本發(fā)明的一實施例的一研磨液供給系統(tǒng)20包括一第一研磨液供給系 列21與備用的一第二研磨液供給系列22，供給系統(tǒng)20可通過第一研磨液供給系列21與第 二研磨液供給系列22而具有可靠度與操作彈性。第一研磨液供給系列21包括一濃縮研磨 液供給桶30、一研磨液傳送泵31與一再循環(huán)管路32。濃縮研磨液供給桶30包括未稀釋濃 縮研磨液。研磨液傳送泵31經(jīng)由管路而自濃縮研磨液供給桶30進行吸取，如此可將研磨 液傳輸至一混合槽40。再循環(huán)管路32用以對于研磨液傳送泵31的排出液體進行再循環(huán) 下而導回至濃縮研磨液供給桶30。第一研磨液供給系列21還包括一研磨液供給槽80與 研磨液供給泵81，其中，研磨液供給槽80制作成至少符合于一化學機械研磨(CMP)站100 所需的稀釋研磨液每日需求量為佳，而研磨液供給泵81經(jīng)由一泵吸取管路82而自研磨液 供給槽80進行吸取。串接研磨液供給泵81經(jīng)由一泵排放管路83而將所輸送研磨液排放 至具有閥件與相關(guān)支管(未圖示)的閥箱，如此可將來自于研磨液供給槽80的稀釋研磨液 供應(yīng)至化學機械研磨站100而進行半導體晶片的拋光/平面化。在根據(jù)化學機械研磨站 100是否對于研磨液進行要求之下，利用所提供的一研磨液回流管路84可將來自于一閥箱 (valve manifold box，VMB) 90的部分研磨液流至化學機械研磨站100。第二研磨液供給系 列22所包括的元件對應(yīng)于上述第一研磨液供給系列21的元件，并且第二研磨液供給系列22接合于閥箱90。串接研磨液供給泵81、泵排放管路83、第一研磨液供給系列21的研磨 液回流管路84定義一第一研磨液管路回路1，并且于第二研磨液供給系列22的對應(yīng)元件 定義一第二研磨液管路回路2，其中，第二研磨液管路回路2分離于第一研磨液管路回路1。 較佳的方式為第一研磨液管路回路1、第二研磨液管路回路2均流經(jīng)閥箱90且相互連接于 閥箱90的閥件，于此將針對第一研磨液管路回路1、第二研磨液管路回路2相互連接于閥箱 90的閥件的方式提出說明。如圖2所示，較佳的方式為一單一傳統(tǒng)閥箱90是可對于來自于第一研磨液供給系 列21或第二研磨液供給系列22的研磨液來源進行切換，如此可將研磨液供給至化學機械 研磨站100。在經(jīng)由所設(shè)計的傳統(tǒng)閥箱90中的閥件與相關(guān)支管的作用下，這些閥件與相關(guān) 支管可對于來自于與第一研磨液供給系列21相關(guān)的第一研磨液管路回路1或來自于與第 二研磨液供給系列22相關(guān)的第二研磨液管路回路2的研磨液進行可操作性的隔離，或是可 允許將來自于與第一研磨液供給系列21相關(guān)的第一研磨液管路回路1或來自于與第二研 磨液供給系列22相關(guān)的第二 研磨液管路回路2的研磨液流動至一共同化學機械研磨站而 供應(yīng)一排放管座91，如此便可將稀釋研磨液供給至化學機械研磨站100而對于半導體晶片 進行拋光作業(yè)。在部分實施例中，在可操作的閥箱90的作用下，來自于第一研磨液供給系 列21與第二研磨液供給系列22的研磨液可經(jīng)由閥箱90、研磨液排放管座91而被提供至化 學機械研磨站100。在一可行實施例中，閥箱90可分別在第一研磨液管路回路1、第二研磨 液管路回路2中包括了一單一隔離閥件93，此單一隔離閥件93經(jīng)由一短回流管路而流動性 地連接于排放管座91 (如圖13所示)。只要是可達到前述功能性中的可對于研磨液流進 行切換至或結(jié)合至化學機械研磨站100的情況下，其它適當?shù)墓苈放c閥件排列是可被實施 的。請參閱圖2，為了進行符合于半導體工藝的化學機械研磨要件的一稀釋研磨液混 合物的制備，未稀釋的濃縮研磨液經(jīng)由一管路33而被傳輸至一研磨液混合槽40。因此，在 通過研磨液混合槽40結(jié)合了具有去離子水的未稀釋研磨液與一化學制品或其他化學制品 CH(例如在部分實施例中的過氧化氫(H2O2))的作用下，如此便可制作出適用于化學機械 研磨站100所需的一稀釋研磨液混合物?；旌喜?0可視特定應(yīng)用要件而為任何適當?shù)某?寸，例如于示范代表實施例中所提出的200升。利用一研磨液測量槽50、一去離子水測量 槽51與一化學制品測量槽52可分別對于未稀釋研磨液、供給至混合槽40的去離子水、化 學制品的數(shù)量進行測量之下，借此便可取代圖1的使用磅秤及/或流量計的現(xiàn)有研磨液供 給系統(tǒng)。圖4表示一使用者可調(diào)測量槽54的一實施例的示意圖，此使用者可調(diào)測量槽54 可用作為圖2中的研磨液測量槽50、去離子水測量槽51和/或化學制品測量槽52。在一 實施例中，使用者可調(diào)測量槽54包括了可用以定義出一內(nèi)儲液器78的一殼體77，并且在一 實施例中的內(nèi)儲液器78可包括一大型底儲液器59與一相對較小頂儲液器58，此內(nèi)儲液器 78經(jīng)由流體連通于一頂儲液器(如圖所示)。使用者可調(diào)測量槽54可為任何的尺寸、容量 與組態(tài)。因此，通過殼體77可針對使用者可調(diào)測量槽54而定義出一固定總?cè)萘俊Ｈ鐖D4 所示，使用者可調(diào)測量槽54可包括了一封閉型頂部，此頂部可為固定式或可開啟/可關(guān)閉， 于其它實施例中的頂部可為開放式頂部。由于部分實施例的使用者可調(diào)測量槽54可在基于一容積基礎(chǔ)的有利情況下 而對于所需比例的研磨液、去離子水、化學制品進行預(yù)測量，隨后并且可在不需測試設(shè)備的情況 下、以批次基礎(chǔ)方式下將研磨液、去離子水、化學制品加入于混合槽40之中。因此，于圖4 的使用者可調(diào)測量槽54中以具有一調(diào)整裝置為佳，通過此調(diào)整裝置對于使用者可調(diào)測量 槽54所使用液體(可為研磨液、去離子水、化學制品、或是用以制備稀釋研磨液的另一種液 體)的容量進行調(diào)整，如此便可對于在一瞬間基礎(chǔ)下對于研磨液或加入于混合槽40的去離 子水的流量進行監(jiān)控/調(diào)節(jié)、使用磅秤和/或流量計且具有內(nèi)在儀器漂移問題的現(xiàn)有研磨 液供給系統(tǒng)(如圖1所示)進行取代。在一實施例中，此調(diào)整裝置可利用一使用者可調(diào)整 或可定位瓶子55而達成。在部分可行實施例中，瓶子55可經(jīng)由一桿件而達到可調(diào)式的操 作。在一實施例中，桿件可為一使用者_可轉(zhuǎn)動式螺紋調(diào)節(jié)桿件56，此使用者-可轉(zhuǎn)動式螺 紋調(diào)節(jié)桿件56設(shè)置于使用者可調(diào)測量槽54的內(nèi)側(cè)。在其它實施例中，使用者_可轉(zhuǎn)動式螺 紋調(diào)節(jié)桿件56為螺紋式且利用一適當鎖固或夾持機構(gòu)而達到于位置上的可滑移操作，鎖 固或夾持機構(gòu)除了可將桿件固定在所選定位置上之外，并且可同時對于瓶子55進行固定。 然而，在具有螺紋調(diào)節(jié)桿件的實施例中，一使用者以相對于使用者可調(diào)測量槽54的方式而 對于使用者_可轉(zhuǎn)動式螺紋調(diào)節(jié)桿件56進行轉(zhuǎn)動，其中，瓶子55的位置可垂直地進行調(diào)整 (也即，升高或降低)。瓶子55可在一第一底位置與一第二頂位置之間進行可調(diào)整式的操 作，并且針對瓶子55所進行的垂直范圍的調(diào)節(jié)受限于所提供的使用者可調(diào)測量槽54的高 度與使用者_可轉(zhuǎn)動式螺紋調(diào)節(jié)桿件56的長度。
如圖4所示，一般情況下將瓶子55設(shè)置于使用者可調(diào)測量槽54的頂儲液器58的 內(nèi)部為佳。瓶子55可為實體或中空且經(jīng)由密封而減輕重量，并且當瓶子55浸入于使用者 可調(diào)測量槽54中的液體時，利用瓶子55所具有的體積便可在具有相同體積下對于使用者 可調(diào)測量槽54中所收容的液體進行最大液量的排放。在將瓶子55完全地位于使用者可調(diào) 測量槽54內(nèi)側(cè)的液位79的液面的上方，與部分地浸在液體之中而改變液量程度時，或是將 瓶子55完全地浸在液體而改變液量程度時，如此可排放一定量的液體體積。在上述方式作 用下，根據(jù)所需結(jié)合于混合槽40之中的既定比例的研磨液、化學制品、去離子水之下，如此 便可對于使用者可調(diào)測量槽54的內(nèi)部“工作”容量進行調(diào)整。于一可行實施例中的瓶子可 具有一圓柱形狀，而其它適合的形狀也可被采用。在基于稀釋研磨液制備工藝所需的估算 液量(也即，研磨液、去離子水、化學制品等)、稀釋研磨液的各種組成物通常所需的調(diào)整范 圍之下，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的能力是可對于瓶子55與使用者可調(diào)測量槽54的一適 當尺寸與對應(yīng)容量進行測定。當使用者可調(diào)測量槽54用以作為研磨液測量槽50時，一去離子水入口管路120 可用以將去離子水引入研磨液測量槽50。在部分實施例中，去離子水入口管路120可位于 研磨液測量槽50之上，即使用者-可轉(zhuǎn)動式螺紋調(diào)節(jié)桿件56的旁邊(如圖4所示)。去 離子水入口管路120可對于研磨液測量槽50進行周期性的清潔，如此可對于研磨液測量槽 50中的殘余研磨液進行移除。在圖4-圖7所示的操作過程中，當研磨液、去離子水、化學制品的所需比例被決定 時，于研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52中的瓶子55是可分別地依 其對應(yīng)的所需容量而進行調(diào)整與定位。在一可行實施例中，當各個研磨液測量槽50、去離子 水測量槽51、化學制品測量槽52的液面升高且超過了一溢流管路75于一連接位置150 (如 圖4所示)所連接于各個研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的高度時，于各研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的液體內(nèi)容物便產(chǎn)生溢流且經(jīng)由溢流管路75而進行排放，此時研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測 量槽52填充完成。因此，使用者可調(diào)測量槽54的一最大液體液位79、對應(yīng)于使用者可調(diào)測 量槽54的殼體77所定義的總?cè)萘康囊粚?yīng)“工作”容量可利用位于使用者可調(diào)測量槽54 的側(cè)邊的溢流管路75的連接位置150而進行定義。在其它可行實施例中，溢流管路75是 可被省略的，并且利用使用者可調(diào)測量槽54的標示或設(shè)置于使用者可調(diào)測量槽54中的數(shù) 個液位檢測感測器而對于最大液體液位79進行定義。在圖4所示的可行實施例中，被定位 的瓶子55局部地浸在液體之中(參見液位79)，而溢流管路75的連接位置150大致上位于 瓶子55的一半高度的位置上。在經(jīng)由溢流管路75觀察一溢流狀態(tài)之后，對于使用者可調(diào) 測量槽54所增加的未稀釋研磨液、去離子水或化學制品便可停止。雖然研磨液測量槽50、 去離子水測量槽51、化學制品測量槽52可具有相同的固定總尺寸與相同的容量，但由于各 研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52中的瓶子55是可于位置上進行 調(diào)整，在基于各研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52中的瓶子55的位 置與被加入于研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的各個液體的數(shù)量 之下，不同容量的液體是可被提供至各研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測 量槽52ο需特別注意的是，于部分實施例中的使用者可調(diào)測量槽54是可對于研磨液、化學 制品與去離子水進行測量。在一實施例中，一固定研磨液量可被采用，并且在基于一研磨液 標準量(通常是在混合槽40之中用以制備稀釋研磨液混合物)之下，使用者可調(diào)測量槽54 可對于化學制品與去離子水進行測量下而改變這些添加物?？梢岳斫獾氖牵褂谜呖烧{(diào)測 量槽54是可應(yīng)用在一可調(diào)整量操作模式或一固定量操作模式。圖5-圖7表示利用混合槽40與使用者可調(diào)測量槽54(例如研磨液測量槽50、 去離子水測量槽51、化學制品測量槽52)以制備一批次的稀釋研磨液的一工藝步驟順序的 示意圖。在此示范實施例中，在固定量操作模式中所使用的研磨液測量槽50是不需通過瓶 子55的定位而對于容量進行調(diào)節(jié)。如果于混合槽40經(jīng)常是采用相同研磨液量時，除了可 經(jīng)常地提供相同濃縮研磨液量的使用之外，于研磨液測量槽50中是可不必采用一可調(diào)整 瓶子55。首先，針對去離子水測量槽51與化學制品測量槽52中的瓶子55進行位置上的調(diào) 整，并且基于研磨液混合物所需的化學制品與去離子水的比例下而對于去離子水測量槽51 與化學制品測量槽52中的瓶子55的容量進行設(shè)定。如果在一測量槽中采用了一可調(diào)整瓶 子55時，則便可以最大容積而對于研磨液測量槽50的體積進行設(shè)定。在一示范實施例中， 研磨液測量槽50可具有大約15L的容量，并且去離子水測量槽51可具有大約22L的可調(diào) 容量。請參閱圖5，研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52分別地進行填 充至一液位79 (請同時參閱圖4)。當對于研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品 測量槽52分別進行填充時，位于研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52 與混合槽40之間的管路中的一排放隔離閥件57保持在關(guān)閉狀態(tài)。隨后，排放隔離閥件57 便被開啟，并且研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52中的內(nèi)容物分別 地流入混合槽40，如此以進行稀釋研磨液的制備。較佳的方式是通過重力對于研磨液測量 槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的流出物的流動進行驅(qū)動，但在某些物理設(shè) 備的規(guī)劃設(shè)計及其需求下，研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的流出物可利用泵而被輸送至混合槽40之中。當混合槽40被填充時，利用一泵-槽混合器70 可對于研磨液、去離子水、化學制品進行攪動與混合，并且稀釋研磨液也可通過泵_槽混合 器70而被傳輸至研磨液供給槽80，相關(guān)內(nèi)容將于下文中詳述。
請參閱圖6，當研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52的內(nèi)容物 被加入于混合槽40時，較佳的方式是利用在一混合槽排放管路72中的一截流閥71進行操 作，通過位于一關(guān)閉位置的截流閥71可將混合槽40與研磨液供給槽80之間進行隔離。請 參閱圖6，在泵-槽混合器70的作用下，混合槽40中的內(nèi)容物可經(jīng)由一再循環(huán)管路73而被 再循環(huán)回流通過混合槽40。較佳的方式是利用比重SG與pH值測量設(shè)備74對于稀釋研磨 液的品質(zhì)進行檢驗。當研磨液供給80在根據(jù)其內(nèi)部所剩余的研磨液液位而需要更多的研 磨液時，一旦被測定的稀釋研磨液的品質(zhì)(例如比重SG與pH值)符合于化學機械研磨站 中的半導體晶片拋光作業(yè)的一可接收范圍時，則便可準備將此稀釋研磨液傳送至研磨液供 給槽80。在一實施例中，經(jīng)由一液位檢測測量設(shè)備(例如液位探針或感測器)可產(chǎn)生控制 信號和/或警報信號，此液位檢測測量設(shè)備可內(nèi)含于研磨液供給槽80之中，如此可對于研 磨液供給槽80中的研磨液液位進行自動化監(jiān)控。截流閥71可利用控制信號與警報信號的 觸發(fā)而自動地開啟，或是可利用控制信號與警報信號而自動地通知操作人員對于截流閥71 進行手動開啟而對于研磨液供給槽80進行研磨液的填充。如果研磨液供給槽80于現(xiàn)階段 是不需要更多稀釋研磨液以符合化學機械研磨站的需求，則截流閥71保持在關(guān)閉狀態(tài)，并 且可根據(jù)需求而通過泵-槽混合器70繼續(xù)對于研磨液進行再循環(huán)通過混合槽40，借此以維 持研磨液的品質(zhì)。當研磨液供給槽80需要研磨液且混合槽40為低液位狀態(tài)下，通過重復(fù) 上述步驟下便可針對一新批次的稀釋研磨液進行制備。根據(jù)本發(fā)明的另一特征可知，一濕氣覆蓋系統(tǒng)(例如通常應(yīng)用在半導體工廠 的濕氮氣(氮氣(N2))可應(yīng)用在研磨液供給系統(tǒng)20之中，通過濕氣覆蓋系統(tǒng)以維持研磨 液的品質(zhì)，而其相關(guān)的理論已在美國專利第6，196，526號案中敘述，于此已將美國專利第 6196526號案的全部內(nèi)容合并列入?yún)⒖肌＞蛻?yīng)用在研磨液供給系統(tǒng)以進行化學機械拋光的 研磨液存儲/供給槽而言，為防止研磨液存儲/供給槽中的研磨液粒子完全干透，一濕氣層 是必須被采用的。由于一般的氮氣或壓縮空氣為具有低相對濕度(例如介于約在20%與 約在30%相對濕度(RH)之間)的氣體且其對于防止研磨液的干燥效果有限，這些氮氣或 壓縮空氣是不適合被應(yīng)用在濕氣覆蓋系統(tǒng)。當所使用的氮氣或壓縮空氣僅具有一低相對 濕度時，部分研磨液粒子便會有被弄干的情況產(chǎn)生，并且這些即將被弄干的部分研磨液粒 子會黏著于其它的研磨液粒子，如此便會形成了超過所需尺寸的粒子結(jié)塊。當研磨液溶液 依序被配送至一晶片表面以進行拋光作業(yè)時，這些粒子結(jié)塊將可能造成相當嚴重的刮傷問 題。因此，在研磨液槽中的一研磨液溶液的上方使用一濕氮氣或壓縮空氣氣體層是相當重 要的，借此可確保化學機械研磨工藝的可靠度。請參閱圖8，一改良濕覆蓋系統(tǒng)覆蓋于一研磨液容器或槽113之上。在一較佳實施 例中，濕覆蓋系統(tǒng)可采用一濕氮氣系統(tǒng)。于研磨液供給系統(tǒng)20的一較佳實施例中，濕氮氣 系統(tǒng)被提供至濃縮研磨液供給桶30、混合槽40、研磨液供給槽80的使用。然而，在其它較佳 實施例中，多數(shù)濕覆蓋系統(tǒng)是可被替代使用的。于圖8中以示意地表示一般研磨液槽113， 此槽113可表示于部分實施例中的濃縮研磨液供給桶30、混合槽40、研磨液供給槽80。一 傳統(tǒng)濕氮氣產(chǎn)生器可用于生產(chǎn)濕氮氣，此技術(shù)已在美國專利第6，196，526號案中敘述。在低正壓(例如以介于O至Ipsi左右為佳)的條件下，主要包含了具有高濕度成分或高相對濕度的氮氣氣體(以高于30%為佳)的濕氮氣被引入混合槽40的頂部和/或位在研磨 液表面112上方的空間中的研磨液供給槽80。于現(xiàn)有密封型設(shè)計中僅提供了一入口 110以 進行濕氮氣的供應(yīng)，并且此濕氮氣以周期性方式注入于研磨液槽或其它容器，如此便可在 研磨液上方的空間之中產(chǎn)生了密封或停滯濕氮氣層。于這些現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)中，通過 擴散原理可將濕氮氣傳遞至研磨液之中，并且于研磨液槽中的氮氣濃度會隨著時間而逐漸 下降，而所減少的濕氮氣濃度可利用儀器測量或壓力監(jiān)視進行測定。然而，根據(jù)本發(fā)明的一實施例中，在所提供的一濕氮氣系統(tǒng)的作用下，濕氮氣可連 續(xù)地循環(huán)通過濃縮研磨液供給桶30、混合槽40、研磨液供給槽80 (如圖2、圖8所示)。在所 提供的一濕氮氣排放出口 111的作用下，濕氮氣可連續(xù)地循環(huán)通過濃縮研磨液供給桶30、 混合槽40、研磨液供給槽80。濕氮氣排放出口 111可于負壓之下而連接于一排出管路115， 濕氮氣可在負壓的作用下而流動通過上述的研磨液容器。利用連接于排出管路115的傳統(tǒng) 鼓風機、真空泵或其它適當裝置116可建立負壓環(huán)境。由于利用壓差而連續(xù)地將濕氮氣傳 遞至研磨液容器113為較佳的方式，如此便可使得排放流體中的濕氮氣濃度達到均質(zhì)化。。 根據(jù)本發(fā)明的濕氮氣設(shè)計可知，由于研磨液供給桶30中的常態(tài)濕氮氣層是可在很快的情 況下恢復(fù)且重新建立，如此便可大幅地降低于濃縮研磨液供給桶更換期間的所可能發(fā)生的 研磨液完全干透現(xiàn)象。就傳統(tǒng)大型研磨液容器(例如混合槽40、研磨液供給槽80而言，所提供的一額 外濕氣來源可連接于濕氮氣系統(tǒng)，借以可防止研磨液完全干透現(xiàn)象的發(fā)生。請參閱圖2、圖 3的實施例，霧化的去離子水可加入于混合槽40與研磨液供給槽80之中，借此可達到上述 的防止研磨液完全干透的目的。如圖3所示，混合槽40與研磨液供給槽80可分別包括具 有多出口端口的一去離子水噴嘴60，通過去離子水噴嘴60可將霧化的去離子水引入研磨 液容器之中。較佳的方式是將去離子水噴嘴60安裝于混合槽40與研磨液供給槽80的頂 部，借此以對于研磨液上方的霧化水進行引導。在一實施例中，去離子水噴嘴60可包括一 去離子水入口端口 61與多出口端口 62。多出口端口 62的數(shù)量可為任何適當值，并且霧化 的去離子水可經(jīng)由所設(shè)置的多出口端口 62的平均分布而遍布于混合槽40與研磨液供給槽 80。在沒有限制條件下，在一實施例中可采用四個出口端口。去離子水噴嘴60可包括一截 流閥63，操作人員可對于截流閥63進行手動控制，或是在部分實施例中可經(jīng)由可編程控制 器(PLC)而對于截流閥63進行遠程遙控，如此便可周期性地將濕氮氣注入研磨液槽之中。 去離子水噴嘴60可進行周期性操作，如此便可將霧化的去離子水注入研磨液槽之中。以一 可行實施例中為例，在每兩小時關(guān)閉、兩秒開啟的循環(huán)下可將去離子水注入研磨液槽之中。請參閱圖2、圖5-圖7所示的一實施例中，銜接于混合槽40的底部的組合式泵_槽 混合器70可為一無軸承式磁浮葉輪型研磨液泵混合器(例如可向Levitronix LLC of Waltham, Massachusetts 購買的 Levitronix MagLev pump tank mixer)。較佳的方式為 泵_槽混合器70結(jié)合了混合槽40的可對于內(nèi)容物進行攪動/混合與可將稀釋研磨液傳 輸至研磨液供給槽80等功能。將來自于泵葉輪的部分研磨液流通過了泵(銜接于混合槽 40)的一頂殼體中的數(shù)個孔口而回流至混合槽40的底部的作用下，如此便可達到上述的對 于內(nèi)容物進行混合的效果，并且借此可對于研磨液進行研磨液攪動噴射76進行定義(請參 閱圖5-圖7的流動箭頭)。回流的研磨液流對于混合槽40的內(nèi)容物進行攪動，如此以提供所需的混合作用。泵-槽混合器70可包括一相關(guān)可編程控制器與控制電路，通過此可編程 控制器與控制電路可對于泵_槽混合器70的操作進行控制。需特別注意的是，由于泵-槽混合器70直接貼附于混合槽40的底部，其優(yōu)點在于 圖1的現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)中的槽與槽混合器之間所出現(xiàn)的“管線死角”并不會在本實施 例中出現(xiàn)。因此，研磨液可能會聚集、結(jié)塊的位置或是當混合槽40于待機模式時的硬化現(xiàn) 象便可被消除，并且不會有品質(zhì)不佳的稀釋研磨液混合物會被供給至研磨液供給槽80。
請再次參閱圖2，較佳的方式是以如圖所示的串聯(lián)泵送關(guān)系或排列方式對于數(shù)個 研磨液供給泵81進行管道設(shè)置，借此以取代現(xiàn)有研磨液供給系統(tǒng)中的并列管道設(shè)置的研 磨液供給泵(參閱圖1)。于串聯(lián)泵送關(guān)系中，研磨液供給泵81對于研磨液供給槽80進行 吸取，而研磨液供給泵81的吸取流動性地耦接于研磨液供給泵81的排放。任何本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員均知，由串聯(lián)設(shè)置的泵所提供的總動態(tài)壓力或動壓頭(TDH)于實際上為附加的， 并且由于各泵于一連續(xù)較高水頭下進行操作，如此使得兩研磨液供給泵的總排放壓力大于 單一泵的總排放壓力。有利的是，雖然在第一研磨液供給系列21或第二研磨液供給系列22 具有些許水頭(壓力)或流量上的減少，如果在串接研磨液供給泵81中之一發(fā)生故障時， 其另一個研磨液供給泵81仍可符合化學機械研磨站100的條件下而進行充足的水頭(壓 力)與流量的傳遞。由于可繞過故障的泵(利用傳統(tǒng)的一旁通管路/閥件排列的方式)，而 另一個研磨液供給泵81仍可進行操作。相對地，當研磨液供給泵采用了相同于圖1的傳統(tǒng)研磨液供給系統(tǒng)的并聯(lián)關(guān)系進 行排列時，由并聯(lián)設(shè)置且同時操作的兩研磨液供給泵所提供的總動態(tài)壓力或動壓頭并非附 加的，并且任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員均知單一泵所提供的總排放壓力不會大于兩研磨液供 給泵的總排放壓力。如圖1所示，并接研磨液供給泵系通常經(jīng)由一共同吸取座而自相同的 來源進行單獨的吸取且排放至一共同排放座之中。然而，各研磨液供給泵在相同的總動態(tài) 壓力或動壓頭(TDH)下行操作。于此所提出的并聯(lián)設(shè)置下的研磨液供給泵中的一故障，研 磨液供給泵所造成的流量與壓力的減少量是大于串聯(lián)設(shè)置下的研磨液供給泵的一故障研 磨液供給泵所造成的流量與壓力的減少量(根據(jù)本發(fā)明)，如此將無法符合于化學機械研 磨站的操作壓力與流量需求。相較于在圖1的傳統(tǒng)研磨液供給系統(tǒng)的一單一混合槽12中結(jié)合了研磨液混合與 存儲/供給功能可知，在有助于改善現(xiàn)有技術(shù)的情況下，本發(fā)明的研磨液供給系統(tǒng)20提供 了包括混合槽40的分離且專用的一混合單元、包括研磨液供給槽80的存儲/供給單元、其 相關(guān)的所有元件。因此，在可獨立于所有單一第一研磨液供給系列21或單一第二研磨液供 給系列22中的研磨液供給槽80的操作下，于混合槽40中可對于一新批次的稀釋研磨液進 行制備。根據(jù)上述已部分提出的本發(fā)明的研磨液供給系統(tǒng)20的操作概念可知，于此將對 于本發(fā)明的研磨液供給系統(tǒng)20的操作概念提出詳細說明。請參閱圖2、第一研磨液供給系 列21與第二研磨液供給系列22，于化學機械研磨中所使用的未經(jīng)稀釋的研磨用研磨液先 經(jīng)由研磨液傳送泵31而自濃縮研磨液供給桶30傳送至混合槽40。如上所述，較佳的方式 利用研磨液測量槽50、去離子水測量槽51、化學制品測量槽52而在混合槽40中進行了研 磨液與既定數(shù)量的化學制品與去離子水之間的混合。于混合槽40中的研磨液可利用泵-槽 混合器70的混合下而達到均質(zhì)化且可提供化學機械研磨站100所需的稀釋研磨液。有利的是，由于分離機械式葉輪型混合器是可由泵-槽混合器70所完全取代，在不需要分離機 械式葉輪型混合器的情況下可避免額外成本與維修成本的產(chǎn)生。來自于混合槽40的研磨 液混合物可通過泵_槽混合器70而被再循環(huán)回流通過混合槽40，而通過比重SG與pH值 測量設(shè)備74對于研磨液的品質(zhì)進行檢查。當研磨液符合于規(guī)格時，在根據(jù)需求下可經(jīng)由 泵_槽混合器70而將稀釋研磨液混合物傳輸至研磨液供給槽80。在一代表實施例中，研磨 液供給槽80可具有約500升的容量，而混合槽40可具有約200升的容量。隨后，來自于研 磨液供給槽80的研磨液被傳輸至閥箱90，如此以進行傳輸至化學機械研磨站100的分布作 業(yè)。在部分實施例中，當將所需研磨液數(shù)量經(jīng)由操作中的研磨液供給系列而引出時，來自于 研磨液供給槽80的研磨液便可在基于一連續(xù)基礎(chǔ)下、經(jīng)由閥箱90 (經(jīng)由串接研磨液供給泵 81)而被再循環(huán)回流研磨液供給槽80。因此，在研磨液供給槽80中便可對于稀釋研磨液混 合物進行連續(xù)攪動，借此可適當?shù)鼐S持研磨液的混合且可避免大型粒子群聚下的結(jié)塊的產(chǎn) 生。如上所述，閥箱90可對來自于第一研磨液供給系列21與第二研磨液供給系列22的研 磨液進行導向，或是可同時對于來自于第一研磨液供給系列21與第二研磨液供給系列22 的研磨液進行導向。請繼續(xù)參閱圖2，當研磨液供給槽80中的研磨液液位達到了一既定液位時(例 如通過液位感測器或探針所測量)，來自混合槽40的稀釋研磨液可在研磨液系統(tǒng)的自動 地傳送下而對于研磨液供給槽80中所消耗的研磨液進行補充。就另一替代方式而言，于研 磨液供給槽80中的液位感測器可在低研磨液液位時觸發(fā)一警告信號，并且操作人員可通 過泵_槽混合器70而經(jīng)由手動方式開始將來自于混合槽40的研磨液傳送至研磨液供給槽 80。再者，如果于專用混合槽40中的研磨液無法被利用而提供至維修期間的特定第一研磨 液供給系列21或第二研磨液供給系列22，則可改采備用的第一研磨液供給系列21或第二 研磨液供給系列22以提供化學機械研磨站100所需研磨液的供給服務(wù)。很顯然地，部分的研磨液供給系統(tǒng)20可經(jīng)由人員的手動操作，或是部分的研磨液 供給系統(tǒng)20可經(jīng)由與傳統(tǒng)遙控啟動器、感測器及其它監(jiān)視設(shè)備(例如壓力與溫度感測器 或流量計)的結(jié)合的傳統(tǒng)可編程控制器(PLC)而達到自動化的控制。根據(jù)本發(fā)明的另一特性可知，于本發(fā)明中可提供一改良研磨液過濾器殼體。通過 在化學機械研磨操作的研磨液供給系統(tǒng)結(jié)合了過濾器的使用下，于研磨液中的過大尺寸、 大型研磨液粒子或成塊聚集物或粒子結(jié)塊可經(jīng)由過濾器而被移除，如此可避免于拋光作業(yè) 中的晶片表面的刮擦與損傷的產(chǎn)生。因研磨液利用泵輸送時，與管線會形成切應(yīng)力，此切應(yīng) 力會增加大尺寸粒子的生成。這些粒子結(jié)塊會分布于各個存儲槽或混合槽、及管路系統(tǒng)之 中(特別是當研磨液系統(tǒng)不進行泵送時的管線死角之中)。一般而言，用以作為保護措施的 研磨液過濾器被安裝在化學機械研磨站100的管路上游中的研磨液供給泵81的下游位置。圖9、圖10表示現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)研磨液過濾器殼體的排列方式。研磨液流以經(jīng)過一入口 噴嘴而進入過濾器殼體，并且研磨液流在一中央出口室的各側(cè)邊而被切割或分岔。隨后，研 磨液向上流動且以朝向殼體中心的方式而流動通過過濾器、向下流入中央出口室之中，最 后經(jīng)由出口噴嘴而流動朝向化學機械研磨站100?，F(xiàn)存設(shè)計中所產(chǎn)生的擾流會造成一定程 度的壓降且對于流動路徑中的過濾元件及過濾器造成產(chǎn)生較大的切應(yīng)力。此外，位在過濾 器底部，用于維修時排干過濾器液體的排放端口會形成一無流動區(qū)域，此無流動區(qū)域會影 響研磨液的品質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征可知，所提供的一改良研磨液過濾器殼體可降低研磨液與殼體之間的切應(yīng)力、磨損及壓降。圖12、圖13表示根據(jù)本發(fā)明的一研磨液過濾器殼體130 的一可行實施例中。研磨液過濾器殼體130包括一底殼本體131、一中央出口室132、一入 口噴嘴133與一出口噴嘴134。底殼本體131用以定義一內(nèi)腔室，并且中央出口室132用 以收集過濾研磨液。在部分實施例中，中央出口室132以具有圓柱形狀、以同心對齊于底殼 本體131且定位于底殼本體131之中為佳。任何適當組態(tài)與尺寸的一傳統(tǒng)可移除蓋子136 可采用可分離方式連接于底殼本體131，借此可移除蓋子136可提供研磨液過濾器殼體130 可于進行周期性維修、對于定位在過濾器殼體130中的過濾器135的進行更換作業(yè)時的通 道。請參閱圖12、圖13，較佳的方式將過濾器135定位于且暫時性地密封于中央出口 室132的入口，借此可確保在所有研磨液流出過濾器殼體130之前，流入過濾器殼體130的 所有研磨液可通過過濾器135。在一實施例中，過濾器135可具有圓柱形狀，并且過濾器135 的一 360度全方位濾料可對于進入的研磨液流進行過濾。過濾器135可包括一中央通道 137，此中央通道137流動性地連接于中央出口室132，如此便可對于過濾研磨液進行收集。請繼續(xù)參閱圖12、圖13且以圖11所呈現(xiàn)為最佳，底殼本體131橫向偏置于出口噴 嘴134，于一較佳實施例中的出口噴嘴134同心地對齊于研磨液過濾器殼體130的底殼本體 131。相較于圖9、圖10中的現(xiàn)存過濾器殼體組態(tài)可知，本發(fā)明的出口噴嘴134位于底殼本 體131的底部且流動性地連接于中央出口室132 (如圖所示)。有利的是，在本發(fā)明的出口 噴嘴134位于底殼本體131的底部且流動性地連接于中央出口室132的排列下，除了可于 移除現(xiàn)有設(shè)計(參見圖10)中的排放端口與管線死角區(qū)域之外，本發(fā)明更可提供一排放裝 置，通過排放裝置對于研磨液過濾器殼體130進行排放下而可進行周期性維修。請參閱圖11、圖12，通過入口噴嘴133的偏置定位可在研磨液過濾器殼體130中 建立了一無擾動螺旋或環(huán)型研磨液流動路徑(參見流動箭頭)，借此可降低壓降與研磨液 切應(yīng)力。當研磨液被引入底殼本體131時，研磨液流不斷加劇地增加且逐漸地向上移動朝 向于過濾器135而以徑向向內(nèi)流動方式通過了過濾器135的濾料，并且隨后研磨液流向下 移動朝向于中央出口室132與出口噴嘴134而流動至化學機械研磨站100 (參見圖2)。經(jīng)由 在現(xiàn)存現(xiàn)有過濾器殼體(圖9、圖10)、根據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)新設(shè)計的研磨液過濾器殼體130(圖 11、圖12)之間所執(zhí)行的粒徑分布比較測試可看出，通過本發(fā)明的研磨液過濾器殼體，可獲 得較大粒子數(shù)量上的減量的優(yōu)點。舉例而言，可應(yīng)用在過濾器135的一適當濾料可為可向 Mykrolis Corporation Jl^^^Planargard Point-of-Use Cartridge Filters。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限制本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明附圖的精神、領(lǐng)域和對等范圍內(nèi)，當可做更動與潤飾，因此本 發(fā)明的保護范圍當視所附的權(quán)利要求所界定的范圍為準。特別的是，在不脫離本發(fā)明的精 神和實質(zhì)特征內(nèi)，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是清楚的了解本發(fā)明可采用其它形式、結(jié)構(gòu)、排 列、比例、尺寸與利用其它元件、材料與構(gòu)件而具體化實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明的原理內(nèi)，任何 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是更可察覺到本發(fā)明可使用結(jié)構(gòu)、排列、比例、尺寸、材料、構(gòu)件與其它 方法的修正于進行本發(fā)明的實行，并且特別地可適用于特定環(huán)境與操作要件。此外，在不 脫離本發(fā)明附圖的精神內(nèi)，于此所述的較佳或示范方法與工藝中的各種變化例是可被達成 的。因此，目前所揭示的實施例可如所述而被完全考慮且不造成限制、本發(fā)明的領(lǐng)域由所附的權(quán)利要求與其對等所界定、不受到上述說明或?qū)嵤├拗?。更確切地說， 在不脫離本發(fā) 明附圖的領(lǐng)域和對等范圍內(nèi)，所附的權(quán)利要求應(yīng)以最廣的方式進行建構(gòu)而可包含本發(fā)明的 各種變化例與實施例。
權(quán)利要求
一種研磨液供給系統(tǒng)，適用于在一半導體制造設(shè)備中的一化學機械研磨，該研磨液供給系統(tǒng)包括一閥箱，包括數(shù)個閥件與一研磨液料排放管座，該研磨液排放管座系流動性地連接于至少一化學機械研磨站；以及一第一研磨液供給系列，包括一第一研磨液混合槽、一第一研磨液供給槽、至少兩第一研磨液供給泵、一第一泵排放管路與一第一研磨液回流管路，該第一研磨液混合槽用以制備稀釋該研磨液，該第一研磨液供給槽通過一第一混合槽排放管路而流動性地連接于一第一混合槽，所述至少兩第一研磨液供給泵以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè)置且經(jīng)由一第一泵吸取管路而連接于該第一研磨液供給槽，該第一泵排放管路自所述至少兩第一研磨液供給泵而被安排至該閥箱，該第一研磨液回流管路自該閥箱而被安排至該第一研磨液供給槽，該第一泵排放管路與該第一研磨液回流管路定義一第一研磨液管路回路，其中，在將該閥箱中的所述數(shù)個閥件相互連接于該第一研磨液管路回路的方式下，該研磨液自該第一研磨液管路回路以可操作地而供應(yīng)至該至少一化學機械研磨站。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨液供給系統(tǒng)，還包括一第二研磨液供給系列，該第二研磨 液供給系列包括一第二研磨液混合槽、一第二研磨液供給槽、至少兩第二研磨液供給泵、一 第二泵排放管路與一第二研磨液回流管路，該第二研磨液混合槽用以制備稀釋研磨液，該 第二研磨液供給槽通過一第二混合槽排放管路而流動性地連接于一第二混合槽，所述至少 兩第二研磨液供給泵以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè)置且經(jīng)由一第二泵吸取管路而連接于該第二 研磨液供給槽，該第二泵排放管路自該至少兩第二研磨液供給泵而被安排至該閥箱，該第 二研磨液回流管路自該閥箱而被安排至該第二研磨液供給槽，該第二泵排放管路與該第二 研磨液回流管路定義一第二研磨液管路回路，其中，在將該閥箱中的所述數(shù)個閥件相互連 接于該第二研磨液管路回路的方式下，該研磨液自該第二研磨液管路回路以可操作地而供 應(yīng)至該至少一化學機械研磨站。
3.如權(quán)利要求2所述的研磨液供給系統(tǒng)，其中，經(jīng)設(shè)計與設(shè)置的該閥箱中的所述數(shù)個 閥件可自該第一研磨液管路回路或該第二研磨液管路回路之一而將該研磨液供應(yīng)至該至 少一化學機械研磨站，或是經(jīng)設(shè)計與設(shè)置的該閥箱中的所述數(shù)個閥件可自該第一研磨液管 路回路與該第二研磨液管路回路而將該研磨液供應(yīng)至所述至少一化學機械研磨站。
4.如權(quán)利要求3所述的研磨液供給系統(tǒng)，其中，該閥箱包括一第一隔離閥件與一第二 隔離閥件，該第一隔離閥件設(shè)置于該第一研磨液管路回路與該研磨液排放管座之間，該第 二隔離閥件設(shè)置于該第二研磨液管路回路與該研磨液排放管座之間，其中，在經(jīng)由對于該 第一隔離閥件與該第二隔離閥件進行交替地開啟與關(guān)閉之下，一使用者可被允許對于該至 少一化學機械研磨站進行一研磨液來源的選擇，經(jīng)由該第一隔離閥件被開啟與該第二隔離 閥件被關(guān)閉的方式而選出該第一研磨液管路回路作為該至少一化學機械研磨站的該研磨 液來源。
5.如權(quán)利要求1所述的研磨液供給系統(tǒng)，還包括一測量槽，該測量槽經(jīng)由流體連通于 該第一混合槽且具有一使用者可調(diào)容量，選自于包括一去離子水、一未稀釋研磨液與一化 學制品的群中的一液體被收容于該測量槽之中。
6.如權(quán)利要求5所述的研磨液供給系統(tǒng)，還包括可轉(zhuǎn)動的一螺紋桿件，并且該測量槽 還包括一儲液器與一可移動瓶子，該可移動瓶子設(shè)置于該測量槽的內(nèi)側(cè)，該可移動瓶子可于位置上進行向上或向下調(diào)整且可經(jīng)由操作排放一液量而改變該測量槽的容量，該可移動 瓶子貼附于該螺紋桿件，一使用者可經(jīng)由轉(zhuǎn)動該螺紋桿件而調(diào)整該可移動瓶子的位置。
7.如權(quán)利要求1所述的研磨液供給系統(tǒng)，其中，該第一混合槽包括一第一泵_槽混合 器，該第一泵_槽混合器耦接于該第一混合槽的底部，該第一泵_槽混合器可操作方式經(jīng)由 該第一混合槽排放管路而將該研磨液自該第一混合槽泵送至該第一研磨液供給槽，并且在 通過將至少部分的該研磨液回流至該第一混合槽之下，該第一泵-槽混合器更以可操作方 式對于該第一混合槽的內(nèi)容物進行攪動。
8.如權(quán)利要求1所述的研磨液供給系統(tǒng)，其中，該第一混合槽包括一研磨液再循環(huán)管 路，該研磨液再循環(huán)管路用以將來自于該第一混合槽的該研磨液排送回復(fù)至該第一混合槽 而進行恢復(fù)，并且該研磨液再循環(huán)管路系對于測試設(shè)備進行監(jiān)控，如此以對于該第一混合 槽之中所排放的該研磨液的品質(zhì)進行確認。
9.一種將一研磨液混合物供給至一化學機械研磨的方法，該方法包括自一第一混合槽將一稀釋研磨液混合物輸送至一第一研磨液供給槽；利用至少兩第一研磨液供給泵對于來自于該第一研磨液供給槽的該稀釋研磨液混合 物進行泵送且將該稀釋研磨液混合物泵送回復(fù)至該第一研磨液供給槽而對于一第一研磨 液管路回路進行定義，該至少兩第一研磨液供給泵經(jīng)由一閥箱而以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè) 置；將來自于一第二混合槽的該稀釋研磨液混合物輸送至一第二研磨液供給槽；利用至少兩第二研磨液供給泵對于來自于該第二研磨液供給槽的該稀釋研磨液混合 物進行泵送且將該稀釋研磨液混合物泵送回復(fù)至該第二研磨液供給槽而對于一第二研磨 液管路回路進行定義，該至少兩第二研磨液供給泵經(jīng)由該閥箱而以串聯(lián)泵送關(guān)系進行設(shè) 置；利用該閥箱將來自于該第一研磨液管路回路或該第二研磨液管路回路的該稀釋研磨 液混合物轉(zhuǎn)向至一研磨液排放管座；以及將來自于該研磨液排放管座的該稀釋研磨液混合物提供至一化學機械研磨站。
10.如權(quán)利要求9所述的該方法，其中，該轉(zhuǎn)向步驟包括了對于該閥箱中的至少一閥件 進行開啟，借此以對于將該稀釋研磨液混合物提供至該化學機械研磨站的該第一研磨液管 路回路與該第二研磨液管路回路中之一進行選擇。
11.如權(quán)利要求9所述的該方法，其中，該轉(zhuǎn)向步驟包括了對于該閥箱中的兩閥件進行 開啟，借此以允許該第一研磨液管路回路與該第二研磨液管路回路將該稀釋研磨液混合物 提供至該化學機械研磨站。
12.如權(quán)利要求9所述的該方法，還包括了利用一去離子水進行至少一濃縮研磨液的 結(jié)合方式而可于該第一混合槽之中進行該稀釋研磨液混合物的制備，以及還包括利用一 泵_槽混合器所產(chǎn)生的研磨液噴射而在該第一混合槽中進行該稀釋研磨液混合物的攪動， 該泵_槽混合器貼附于該第一混合槽的底部。
13.如權(quán)利要求12所述的該方法，其中，該稀釋研磨液的元件的數(shù)個預(yù)測量容量被分 布至該第一混合槽之中，借此以產(chǎn)生一批次的該稀釋研磨液。
14.一種使用者可調(diào)測量槽，用以對于工藝中的一液體的既定數(shù)量進行測量，該使用者 可調(diào)測量槽包括一殼體，定義出具有一容量與一既定使用率的一儲液器；以及 一使用者可定位瓶，設(shè)置于該儲液器，該使用者可定位瓶可垂直移動方式而位于該既 定使用率之上與之下的位置，其中，當基于該使用者可定位瓶的位置而將液體加入于該使 用者可調(diào)測量槽時，該使用者可定位瓶排放而改變液量，借此以調(diào)整該儲液器的容量。
15.如權(quán)利要求14所述的使用者可調(diào)測量槽，其中，該使用者可定位瓶連接于一桿件， 一使用者可相對于一填充線而經(jīng)由該桿件對于該使用者可定位瓶進行提升或下降，該填充 線由連接于該使用者可調(diào)測量槽的該殼體的一溢流管路所定義。
全文摘要
一種研磨液供給系統(tǒng)及化學機械研磨站之的研磨液混合物供給法，該研磨液供給系統(tǒng)適用于半導體制造設(shè)備中的一化學機械研磨工藝及相關(guān)方法。研磨液供給系統(tǒng)包括一閥箱與一第一研磨液供給系列。閥箱包括至少一化學機械研磨站的一研磨液排放管座。第一研磨液供給系列可包括一研磨液混合槽、研磨液供給槽、以串聯(lián)泵送關(guān)系設(shè)置的至少兩研磨液供給泵。第一研磨液供給系列定義一第一研磨液管路回路。在實施例中也提供了用于定義一第二研磨液管路回路的一第二研磨液供給系列。來自第一研磨液管路回路與第二研磨液管路回路的研磨液可分別或同時經(jīng)由閥箱的操作而供應(yīng)至化學機械研磨站。本發(fā)明不但可以簡化供應(yīng)研磨液的操作，而且可以降低設(shè)備維護成本。
文檔編號B24B37/04GK101823234SQ200910163900
公開日2010年9月8日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者曾志江, 陳勇龍, 黃亮潔, 黃怡文 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司