專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)及化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，特別涉及一種使用該系統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)是目前半導(dǎo)體加工行業(yè)中的重點(diǎn)技術(shù)，他主要借助機(jī)械作用和化學(xué)作用相互促進(jìn)達(dá)到全局平坦化的作用。隨著晶圓布線層數(shù)越來越多，線寬越來越小，化學(xué)機(jī)械拋光發(fā)揮著不可替代的作用，已知的是研磨液的配方和工藝參數(shù)對于化學(xué)機(jī)械拋光的效果有很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，研磨液中磨粒的絮凝、沉淀以及拋光液的流量，壓力等都會(huì)影響拋光效果。拋光液混合是否均勻，研磨液供應(yīng)的壓力是否穩(wěn)定等都會(huì)對拋光結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，本申請人的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過避免研磨液中磨料的沉淀，使得研磨液充分混合均勻，有效保證研磨液供應(yīng)的流量和壓力穩(wěn)定可以提高研磨效果。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種對輸送的研磨液具有流量、壓力穩(wěn)定的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的在于提出一種具有上述化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)及化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)包括第一至第五容器、磨粒攪拌裝置、混合裝置、第一至第四輸送泵、流量和壓力調(diào)節(jié)裝置、研磨液輸送泵和溢流閥；第一至第五容器分別用于提供氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水；磨粒攪拌裝置設(shè)在第四容器內(nèi)用于攪拌第四容器內(nèi)的磨粒；第一至第五容器分別混合裝置相連且彼此并聯(lián)，混合裝置用于將分別從第一至第五容器輸送到其內(nèi)的氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水混合成研磨液；第一至第四輸送泵一一對應(yīng)地設(shè)在第一至第四容器與混合容器之間；流量和壓力調(diào)節(jié)裝置與混合裝置相連，用于混合裝置內(nèi)的研磨液輸送給化學(xué)機(jī)械磨合臺(tái)；研磨液輸送泵串聯(lián)在混合裝置與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間；溢流閥連接在混合裝置與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間且與研磨液輸送泵并聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)將研磨液各組份充分均勻混合，向化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)供應(yīng)研磨液。在整個(gè)輸送過程中，磨粒一直在攪拌過程中，可以有效防止顆粒沉淀、絮凝造成的表面劃傷；溢流閥在混合裝置與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間，當(dāng)流量和壓力調(diào)節(jié)裝置的管路壓力大于設(shè)定值時(shí)，通過溢流閥將多余研磨液輸送回混合裝置，有效保證了研磨液供應(yīng)的流量和壓力的穩(wěn)定，從而提高化學(xué)機(jī)械拋光的工藝質(zhì)量。另外，根據(jù)本發(fā)明第一方面的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述混合裝置中設(shè)有研磨液攪拌器用于均勻地混合所述研磨液。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例，所述磨粒為硅溶膠。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述第一至第五容器為全氟烷氧基材料。根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，所述第五容器與所述混合裝置之間設(shè)有開關(guān)閥。本發(fā)明第二方面提出一種化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，包括化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái)； 和化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)為根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)的流量和壓力調(diào)節(jié)裝置與所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái)相連。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)及化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)。 參見圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)及化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)包括第一容器101、第二容器102、第三容器103、第四容器104、第五容器105、磨粒攪拌裝置205、混合裝置106、第一輸送泵201、第二輸送泵 202、第三輸送泵203、第四輸送泵204、流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107、研磨液輸送泵207和溢流閥 208。
具體地，第一容器101、第二容器102、第三容器103、第四容器104、第五容器105 分別用于提供氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水，并且分別與混合裝置106相連且彼此并聯(lián)，混合裝置106用于將分別從第一至第五容器輸送到其內(nèi)的氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水混合成研磨液。通過在混合裝置106中的混合使研磨液中各組分充分均勻混合，在整個(gè)輸送過程中，磨粒一直在攪拌過程中，可以有效防止顆粒沉淀、絮凝造成的表面劃傷。第一輸送泵201、第二輸送泵202、第三輸送泵203和第四輸送泵204 —一對應(yīng)地設(shè)在第一容器101、第二容器102、第三容器103和第四容器104與混合容器106之間，通過調(diào)整各輸送泵按照配比所需的量將氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒送入混合容器106中，并在混合容器106中被充分?jǐn)嚢?。需要說明的是，磨粒可以為硅溶膠磨粒，第四容器104中可以設(shè)置有磨粒攪拌裝置206，在磨粒進(jìn)入混合容器106之前，磨粒在第四容器104中經(jīng)磨粒攪拌裝置設(shè)206充分?jǐn)嚢韬笤俦凰腿牖旌涎b置106中，這樣磨粒在第四容器104中被持續(xù)攪拌，可以有效避免硅溶膠磨粒的沉淀和絮凝，防止對拋光表面的刮擦。流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107與混合裝置106相連，用于混合裝置106內(nèi)的研磨液輸送給化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)108 ；研磨液輸送泵207串聯(lián)在混合裝置106與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置 107之間；溢流閥208連接在混合裝置106與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107之間且與研磨液輸送泵207并聯(lián)。溢流閥208在混合裝置106與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107之間，當(dāng)流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107的管路壓力大于設(shè)定值時(shí)，通過溢流閥208將多余的研磨液輸送回混合裝置106， 這樣的結(jié)構(gòu)有效保證了輸送給化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)得研磨液供應(yīng)的流量和壓力的穩(wěn)定，從而提高化學(xué)機(jī)械拋光的工藝質(zhì)量。參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，混合裝置106中設(shè)有研磨液攪拌器206用于均勻地混合研磨液，設(shè)置研磨液攪拌器206后，可以使各種添加劑混合的更加均勻，保證拋光液的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一容器101、第二容器102、第三容器103、第四容器 104和第五容器105可以為全氟烷氧基材料，它們與混合裝置106連接的輸送管路401也由全氟烷氧基材料制成。根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，第五容器105與混合裝置106之間設(shè)有開關(guān)閥209， 通過控制開關(guān)閥209將第五容器105中的去離子水通過輸送管路401按照配比的所需量注入到混合裝置106中。下面描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，包括化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái) 108 ；和化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)為根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)的流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107與化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái)108相連。下面參照圖1簡單描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)的工作過程。第一輸送泵201、第二輸送泵202、第三輸送泵203和第四輸送泵204分別將研磨液所需的氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑和磨粒按照配比所需的量從第一容器101、第二容器102、 第三容器103和第四容器104中抽取到混合裝置106，通過控制開關(guān)閥209將第五容器105 中的去離子水按照配比所需的量注入到混合裝置106中，通過混合裝置106中的研磨液攪拌器206進(jìn)行攪拌混合；研磨液在混合裝置106中經(jīng)過充分?jǐn)嚢韬?，通過研磨液輸送泵207 將混合完成的研磨液供應(yīng)到流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107 ；當(dāng)混合裝置106至流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107的第一管道405壓力大于設(shè)定值時(shí)，通過溢流閥208將多余的研磨液經(jīng)由第二管道403，溢流閥208，管道404輸送回研磨液混合裝置；通過控制流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107調(diào)節(jié)輸送回路中的研磨液，并將調(diào)節(jié)到拋光工藝所需流量和壓力的研磨液輸送到化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)108。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)將研磨液各組份充分均勻混合，向化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)108供應(yīng)研磨液。在整個(gè)輸送過程中，磨粒一直被攪拌，可以有效防止顆粒沉淀、絮凝造成的表面劃傷；溢流閥208在混合裝置106與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107 之間，當(dāng)流量和壓力調(diào)節(jié)裝置107的第一管路405壓力大于設(shè)定值時(shí)，通過溢流閥208將多余研磨液輸送回混合裝置106，有效保證了研磨液供應(yīng)的流量和壓力的穩(wěn)定，從而提高化學(xué)機(jī)械拋光的工藝質(zhì)量。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，其特征在于，包括第一至第五容器，所述第一至第五容器分別用于提供氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水；磨粒攪拌裝置，所述磨粒攪拌裝置設(shè)在所述第四容器內(nèi)用于攪拌所述第四容器內(nèi)的磨粒；混合裝置，所述第一至第五容器分別與所述混合裝置相連且彼此并聯(lián)，所述混合裝置用于將分別從所述第一至第五容器輸送到其內(nèi)的所述氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水混合成研磨液；第一至第四輸送泵，所述第一至第四輸送泵一一對應(yīng)地設(shè)在所述第一至第四容器與所述混合容器之間；流量和壓力調(diào)節(jié)裝置，所述流量和壓力調(diào)節(jié)裝置與所述混合裝置相連，用于將所述混合裝置內(nèi)的研磨液輸送給化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)；研磨液輸送泵，所述研磨液輸送泵串聯(lián)在所述混合裝置與所述流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間；和溢流閥，所述溢流閥連接在所述混合裝置與所述流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間且與所述研磨液輸送泵并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述混合裝置中設(shè)有研磨液攪拌器用于均勻地混合所述研磨液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述磨粒為硅溶膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述第一至第五容器為全氟烷氧基材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，其特征在于，所述第五容器與所述混合裝置之間設(shè)有開關(guān)閥。
6.一種化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，其特征在于，包括化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái)；和化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)為根據(jù)權(quán)利要求 1-5中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)，所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)的流量和壓力調(diào)節(jié)裝置與所述化學(xué)機(jī)械拋光研磨臺(tái)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開一種化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)及化學(xué)機(jī)械拋光研磨設(shè)備，化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)包括第一至第五容器、磨粒攪拌裝置、混合裝置、第一至第四輸送泵、流量和壓力調(diào)節(jié)裝置、研磨液輸送泵和溢流閥，第一至第五容器分別用于提供氧化劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、磨粒和去離子水；流量和壓力調(diào)節(jié)裝置與混合裝置相連，用于混合裝置內(nèi)的研磨液輸送給化學(xué)機(jī)械研磨臺(tái)；研磨液輸送泵串聯(lián)在混合裝置與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間；溢流閥連接在混合裝置與流量和壓力調(diào)節(jié)裝置之間且與研磨液輸送泵并聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光研磨液輸送系統(tǒng)在整個(gè)輸送過程中，磨粒一直被攪拌，可以有效防止顆粒沉淀、絮凝造成的表面劃傷。
文檔編號B24B37/02GK102240976SQ20111013193
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者何永勇, 沈攀, 潘燕, 王同慶, 路新春 申請人:清華大學(xué)