专利名称：化学机械抛光研磨液输送系统及化学机械抛光研磨设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学机械抛光研磨液输送系统，特别涉及一种使用该系统的化学机械抛光研磨设备。
背景技术：
化学机械抛光(CMP)技术是目前半导体加工行业中的重点技术，他主要借助机械作用和化学作用相互促进达到全局平坦化的作用。随着晶圆布线层数越来越多，线宽越来越小，化学机械抛光发挥着不可替代的作用，已知的是研磨液的配方和工艺参数对于化学机械抛光的效果有很大的影响。
发明内容
本申请的发明人研究发现，研磨液中磨粒的絮凝、沉淀以及抛光液的流量，压力等都会影响抛光效果。抛光液混合是否均勻，研磨液供应的压力是否稳定等都会对抛光结果产生影响。因此，本申请人的发明人发现，通过避免研磨液中磨料的沉淀，使得研磨液充分混合均勻，有效保证研磨液供应的流量和压力稳定可以提高研磨效果。为此，本发明的一个目的在于提出一种对输送的研磨液具有流量、压力稳定的化学机械抛光研磨液输送系统。本发明的另一目的在于提出一种具有上述化学机械抛光研磨液输送系统的化学机械抛光研磨设备。为实现上述目的，根据本发明的第一方面提供的化学机械抛光研磨液输送系统及化学机械抛光研磨设备，化学机械抛光研磨液输送系统包括第一至第五容器、磨粒搅拌装置、混合装置、第一至第四输送泵、流量和压力调节装置、研磨液输送泵和溢流阀；第一至第五容器分别用于提供氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水；磨粒搅拌装置设在第四容器内用于搅拌第四容器内的磨粒；第一至第五容器分别混合装置相连且彼此并联，混合装置用于将分别从第一至第五容器输送到其内的氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水混合成研磨液；第一至第四输送泵一一对应地设在第一至第四容器与混合容器之间；流量和压力调节装置与混合装置相连，用于混合装置内的研磨液输送给化学机械磨合台；研磨液输送泵串联在混合装置与流量和压力调节装置之间；溢流阀连接在混合装置与流量和压力调节装置之间且与研磨液输送泵并联。根据本发明的化学机械抛光研磨液输送系统将研磨液各组份充分均勻混合，向化学机械研磨台供应研磨液。在整个输送过程中，磨粒一直在搅拌过程中，可以有效防止颗粒沉淀、絮凝造成的表面划伤；溢流阀在混合装置与流量和压力调节装置之间，当流量和压力调节装置的管路压力大于设定值时，通过溢流阀将多余研磨液输送回混合装置，有效保证了研磨液供应的流量和压力的稳定，从而提高化学机械抛光的工艺质量。另外，根据本发明第一方面的化学机械抛光研磨液输送系统还可以具有如下附加的技术特征
根据本发明的一些实施例，所述混合装置中设有研磨液搅拌器用于均勻地混合所述研磨液。根据本发明的一个具体示例，所述磨粒为硅溶胶。根据本发明的一个实施例，所述第一至第五容器为全氟烷氧基材料。根据本发明的一些具体示例，所述第五容器与所述混合装置之间设有开关阀。本发明第二方面提出一种化学机械抛光研磨设备，包括化学机械抛光研磨台； 和化学机械抛光研磨液输送系统，所述化学机械抛光研磨液输送系统为根据本发明第一方面所述的化学机械抛光研磨液输送系统，所述化学机械抛光研磨液输送系统的流量和压力调节装置与所述化学机械抛光研磨台相连。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例提供的化学机械抛光研磨液输送系统及化学机械抛光研磨设备的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面参考附图描述根据本发明实施例的化学机械抛光研磨液输送系统。 参见图1，根据本发明实施例的化学机械抛光研磨液输送系统及化学机械抛光研磨设备，化学机械抛光研磨液输送系统包括第一容器101、第二容器102、第三容器103、第四容器104、第五容器105、磨粒搅拌装置205、混合装置106、第一输送泵201、第二输送泵 202、第三输送泵203、第四输送泵204、流量和压力调节装置107、研磨液输送泵207和溢流阀 208。
具体地，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 分别用于提供氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水，并且分别与混合装置106相连且彼此并联，混合装置106用于将分别从第一至第五容器输送到其内的氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水混合成研磨液。通过在混合装置106中的混合使研磨液中各组分充分均勻混合，在整个输送过程中，磨粒一直在搅拌过程中，可以有效防止颗粒沉淀、絮凝造成的表面划伤。第一输送泵201、第二输送泵202、第三输送泵203和第四输送泵204 —一对应地设在第一容器101、第二容器102、第三容器103和第四容器104与混合容器106之间，通过调整各输送泵按照配比所需的量将氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒送入混合容器106中，并在混合容器106中被充分搅拌。需要说明的是，磨粒可以为硅溶胶磨粒，第四容器104中可以设置有磨粒搅拌装置206，在磨粒进入混合容器106之前，磨粒在第四容器104中经磨粒搅拌装置设206充分搅拌后再被送入混合装置106中，这样磨粒在第四容器104中被持续搅拌，可以有效避免硅溶胶磨粒的沉淀和絮凝，防止对抛光表面的刮擦。流量和压力调节装置107与混合装置106相连，用于混合装置106内的研磨液输送给化学机械研磨台108 ；研磨液输送泵207串联在混合装置106与流量和压力调节装置 107之间；溢流阀208连接在混合装置106与流量和压力调节装置107之间且与研磨液输送泵207并联。溢流阀208在混合装置106与流量和压力调节装置107之间，当流量和压力调节装置107的管路压力大于设定值时，通过溢流阀208将多余的研磨液输送回混合装置106， 这样的结构有效保证了输送给化学机械研磨台得研磨液供应的流量和压力的稳定，从而提高化学机械抛光的工艺质量。参见图1，根据本发明的一些实施例，混合装置106中设有研磨液搅拌器206用于均勻地混合研磨液，设置研磨液搅拌器206后，可以使各种添加剂混合的更加均勻，保证抛光液的稳定性。根据本发明的一个实施例，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可以为全氟烷氧基材料，它们与混合装置106连接的输送管路401也由全氟烷氧基材料制成。根据本发明的一些具体示例，第五容器105与混合装置106之间设有开关阀209， 通过控制开关阀209将第五容器105中的去离子水通过输送管路401按照配比的所需量注入到混合装置106中。下面描述根据本发明的实施例的化学机械抛光研磨设备。根据本发明实施例提供的化学机械抛光研磨设备，包括化学机械抛光研磨台 108 ；和化学机械抛光研磨液输送系统，化学机械抛光研磨液输送系统为根据本发明上述实施例的化学机械抛光研磨液输送系统，化学机械抛光研磨液输送系统的流量和压力调节装置107与化学机械抛光研磨台108相连。下面参照图1简单描述根据本发明实施例化学机械抛光研磨液输送系统的工作过程。第一输送泵201、第二输送泵202、第三输送泵203和第四输送泵204分别将研磨液所需的氧化剂、络合剂、缓蚀剂和磨粒按照配比所需的量从第一容器101、第二容器102、 第三容器103和第四容器104中抽取到混合装置106，通过控制开关阀209将第五容器105 中的去离子水按照配比所需的量注入到混合装置106中，通过混合装置106中的研磨液搅拌器206进行搅拌混合；研磨液在混合装置106中经过充分搅拌后，通过研磨液输送泵207 将混合完成的研磨液供应到流量和压力调节装置107 ；当混合装置106至流量和压力调节装置107的第一管道405压力大于设定值时，通过溢流阀208将多余的研磨液经由第二管道403，溢流阀208，管道404输送回研磨液混合装置；通过控制流量和压力调节装置107调节输送回路中的研磨液，并将调节到抛光工艺所需流量和压力的研磨液输送到化学机械研磨台108。根据本发明实施例的化学机械抛光研磨液输送系统将研磨液各组份充分均勻混合，向化学机械研磨台108供应研磨液。在整个输送过程中，磨粒一直被搅拌，可以有效防止颗粒沉淀、絮凝造成的表面划伤；溢流阀208在混合装置106与流量和压力调节装置107 之间，当流量和压力调节装置107的第一管路405压力大于设定值时，通过溢流阀208将多余研磨液输送回混合装置106，有效保证了研磨液供应的流量和压力的稳定，从而提高化学机械抛光的工艺质量。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种化学机械抛光研磨液输送系统，其特征在于，包括第一至第五容器，所述第一至第五容器分别用于提供氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水；磨粒搅拌装置，所述磨粒搅拌装置设在所述第四容器内用于搅拌所述第四容器内的磨粒；混合装置，所述第一至第五容器分别与所述混合装置相连且彼此并联，所述混合装置用于将分别从所述第一至第五容器输送到其内的所述氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水混合成研磨液；第一至第四输送泵，所述第一至第四输送泵一一对应地设在所述第一至第四容器与所述混合容器之间；流量和压力调节装置，所述流量和压力调节装置与所述混合装置相连，用于将所述混合装置内的研磨液输送给化学机械研磨台；研磨液输送泵，所述研磨液输送泵串联在所述混合装置与所述流量和压力调节装置之间；和溢流阀，所述溢流阀连接在所述混合装置与所述流量和压力调节装置之间且与所述研磨液输送泵并联。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液输送系统，其特征在于，所述混合装置中设有研磨液搅拌器用于均勻地混合所述研磨液。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液输送系统，其特征在于，所述磨粒为硅溶胶。
4.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液输送系统，其特征在于，所述第一至第五容器为全氟烷氧基材料。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液输送系统，其特征在于，所述第五容器与所述混合装置之间设有开关阀。
6.一种化学机械抛光研磨设备，其特征在于，包括化学机械抛光研磨台；和化学机械抛光研磨液输送系统，所述化学机械抛光研磨液输送系统为根据权利要求 1-5中任一项所述的化学机械抛光研磨液输送系统，所述化学机械抛光研磨液输送系统的流量和压力调节装置与所述化学机械抛光研磨台相连。
全文摘要
本发明公开一种化学机械抛光研磨液输送系统及化学机械抛光研磨设备，化学机械抛光研磨液输送系统包括第一至第五容器、磨粒搅拌装置、混合装置、第一至第四输送泵、流量和压力调节装置、研磨液输送泵和溢流阀，第一至第五容器分别用于提供氧化剂、络合剂、缓蚀剂、磨粒和去离子水；流量和压力调节装置与混合装置相连，用于混合装置内的研磨液输送给化学机械研磨台；研磨液输送泵串联在混合装置与流量和压力调节装置之间；溢流阀连接在混合装置与流量和压力调节装置之间且与研磨液输送泵并联。根据本发明的化学机械抛光研磨液输送系统在整个输送过程中，磨粒一直被搅拌，可以有效防止颗粒沉淀、絮凝造成的表面划伤。
文档编号B24B37/02GK102240976SQ20111013193
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者何永勇, 沈攀, 潘燕, 王同庆, 路新春 申请人:清华大学