专利名称：化学机械抛光的抛光液及输送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学机械抛光或平坦化技术领域，特别是涉及一种使用于化学机械抛光设备的抛光液混合及输送系统。
背景技术：
在半导体工业中，为了得到表面高度平整的晶圆，化学机械抛光以及化学机械平坦化技术是不可缺少的角色。在化学机械抛光处理程序中，晶圆通常会被压在转动的抛光垫上，而且此晶圆会在抛光垫的表面旋转及摆动，用以增进抛光的效率。在化学机械抛光的过程中，会同时地提供一液态抛光液，用以提升抛光的效率。通常，液态抛光液会经由一管路系统，由抛光液储存槽输送至使用端的喷嘴或喷 洒器，经过喷嘴或喷洒器，此抛光液会被提供到抛光垫的表面，使抛光液与晶圆的待抛光面直接接触。此外，抛光液也可经过进料系统，经由抛光垫的下半部直接输送到抛光垫的表面。液态抛光液可以包括抛光颗粒、反应性化学试剂，如过渡金属错合物盐类或氧化剂、和一辅助剂，如溶剂、缓冲溶液、或安定试剂。目前，化学机械抛光处理程序常要遇到的问题是抛光液颗粒的聚集。在抛光的过程中，过大尺寸的抛光颗粒或聚集物会造成晶圆的表面微磨损或产生其它的伤害。因此，有需要在化学机械抛光装置中提供一种改进过的抛光液混合及输送系统，用以避免抛光液颗粒聚集或将已经产生聚集的颗粒分散完全，使得抛光液在输送系统中的保持良好的颗粒分散程度。
发明内容
本发明目的是在化学机械抛光装置中提供一改进过的抛光液混合及输送系统，用于解决上述抛光液颗粒聚集的问题。本发明的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，包括至少一容器，用于容纳一抛光剂、一泵浦，连接至所述容器，用于将所述抛光剂输送至一使用端、以及一抛光液分散单元，设置于所述泵浦与所述使用端之间，所述抛光液分散单元提供超声波，使流经所述抛光液分散单兀的所述抛光剂分散。根据本发明，抛光液分散单兀包括一超声波槽，在所述超声波槽中填满一流体、一螺旋管，所述螺旋管设置于所述超声波槽中，并浸泡在所述超声波槽内的所述流体中。一抛光剂在所述螺旋管内流动。所述螺旋管的圈数由流经所述螺旋管的所述抛光剂停留于所述超声波槽的滞留时间而决定。所述抛光液分散单元包括一变换器，与所述超声波槽内的所述流体以及流经所述螺旋管的所述抛光剂耦合作用。
图I是本发明优选实施例一化学机械抛光的抛光液混合及输送系统示意图。图2是本发明优选实施例一超声波槽透视图。
图3是本发明优选实施例一化学机械抛光单元剖面示意图。其中，附图标记说明如下10化学机械抛光的抛光液混合及 12第一容器输送系统14第二容器20抛光液分散单元30化学机械抛光单元101连接导管102连接导管103连接导管104连接导管105主要抛光液连接导管
106连接导管201超声波槽202流体205输入接头210螺旋管206输出接头230变换器240加热器300抛光平台 301转轴310抛光垫320抛光头322晶圆330抛光液供应装置SI第一抛光剂 S2第二抛光剂S3混合抛光液 S4抛光液Pl第一泵浦 P2第二泵浦
具体实施例方式图I是本发明优选实施例的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统。化学机械抛光的抛光液混合及输送系统10包括多个容器12、14,各多个容器12、14可各容纳一流体成分，所述各个流体成分可被在抛光液中。例如，图I中的两个容器12、14分别用于提供两液混合型式的抛光液，当然，容器的数目可以根据抛光液的组成而作增加或减少。举例来说，如果抛光液是预混型，此时只需一容器。根据本发明的优选实施例，一第一容器12被用于容纳一第一抛光剂SI，且其经过一连接导管101与一第一浦泵Pl相连接。一第二容器14被用于容纳第二抛光剂S2，且其经过一连接导管102与一第二浦泵P2相连接。第一抛光剂SI经由连接导管103被加压输送至主要抛光液导管105，并且与第二抛光剂S2相混合，第二抛光剂S2是经由连接导管104，由第二浦泵P2加压输送。混合抛光液S3会流经抛光液分散单元20，并在抛光液分散单元20中被均匀分散。分散抛光液S4经由连接导管106而被加压输送至化学机械抛光单元30，而且所述抛光液会经过抛光液供应装置330而喷洒在抛光垫的表面。在这边描述的"抛光剂"可包括一种或多种流体成分，此流体成分会被使用于化学机械抛光或其它晶圆抛光处理系统。其中抛光剂可包括抛光液、缓冲剂、及清洗剂，但不限于此。抛光剂可包括一种或多种成分。图2是本发明一优选实施例的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统的抛光液分散单元的透视图。抛光液分散单元20包括一超声波槽201，在超声波槽201中填满一流体202，如水或纯水。一螺旋管210被设置于超声波槽201中，并浸泡在超声波槽201内的流体202中。混合的抛光液S3流经螺旋管210，不与流体202直接接触。螺旋管210的圈数是通过流经螺旋管的混合抛光液S3停留于超声波槽201的滞留时间而决定。螺旋管210的一端经由输入接头205 (inlet joint)与超声波槽201的一侧壁结合，输入接头205可以与主要抛光液连接导管105相连接，而螺旋管210的另一端经由输出接头206连接于超声波槽201的相对另一侧壁，此输出接头206可以与连接导管106相连接。螺旋管210可由塑料，如聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)、金属,如铜、娃树脂或其它适合的材质所构成。根据本发明的优选实施例，超声波槽201内设置有一变换器230，变换器230与超声波槽201内的流体202以及流经螺旋管210的抛光液耦合作用。举例来 说，变换器230可在将近I百万赫兹的频率震动，因此会在超声波槽201中产生压力震荡，如此可有效的分散流经螺旋管210的抛光液。一加热器240,如热电偶,可选择性地设置于超声波槽201内，用于改变流体202的温度，和改变流经螺旋管210的抛光液的温度。变换器230以及加热器240可和一控制器(图未示)相连接。所述抛光液中聚集的颗粒可以通过抛光液分散单元20所提供的超声波能量而被有效地分散。上述的分散的抛光液S4会被加压输送至一使用端，举例来说，一化学机械抛光单元30，而且经由抛光液供应装置330而被喷洒至抛光垫310的表面。如第3图所示，化学机械抛光单元30可包括一连接于转轴301的抛光平台300，在抛光的过程中，抛光平台300会绕着转轴301的轴心旋转。一抛光垫310设于抛光平台300上。一抛光头320用于固定并转动一晶圆322。在抛光的过程中，一抛光液供应装置330会接收分散抛光液S4及喷洒此分散抛光液S4于抛光垫310的表面。抛光头320会压抵住转动的晶圆322，使晶圆322与抛光垫310相接触，在抛光的过程中，抛光垫310的表面会和晶圆322产生相对运动及摩擦，上述相对运动会对晶圆322表面产生机械以及化学的抛光作用力。根据本发明的另一优选实施例，第一抛光剂SI以及第二抛光剂SI可以在超声波能量的作用下，在超声波槽201中直接进行混合及分散。其中，可以省略流体202以及螺旋管210。而且，超声波槽201可以是密封式或密闭式。可另外设置一泵浦(图未示)于连接导管106中，用于控制在连接导管内的抛光液S4的流速。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种化学机械抛光的抛光液混合及输送系统,其特征在于包括 至少一容器，用于容纳一抛光液； 一泵浦，连接至所述容器，而将所述抛光液输送至使用端；以及 一抛光液分散单元，设置于所述泵浦与所述使用端间，其中，所述抛光液分散单元提供超声波，使流经所述抛光液分散单元的所述抛光液分散。
2.根据权利要求I所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述抛光液分散单元包括超声波槽，其中，所述的超声波槽内填满流体。
3.根据权利要求2所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述的流体不直接接触所述的抛光液。
4.根据权利要求2所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述的流体包括水。
5.根据权利要求4所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述流体为纯水。
6.根据权利要求2所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述的抛光液分散单元另包括螺旋管，浸泡在所述的流体中，其中，所述的抛光液在所述的螺旋管内流动。
7.根据权利要求6所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述的螺旋管包括塑料、金属或硅树脂。
8.根据权利要求6所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统,其特征在于所述螺旋管的圈数是通过流经所述螺旋管的所述抛光液停留于所述超声波槽的滞留时间而决定。
9.根据权利要求6所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，其特征在于所述抛光液分散单元包括变换器，所述变换器与所述超声波槽内的所述流体和流经所述螺旋管的所述抛光液耦合作用。
10.根据权利要求6所述的化学机械抛光的抛光液混合及输送系统,其特征在于所述抛光液分散单元还包括加热器，通过所述加热器而改变所述流体的温度，和改变流经所述螺旋管的所述抛光液的温度。
全文摘要
本发明公开了一种化学机械抛光的抛光液混合及输送系统，包括至少一容器，用于容纳抛光液、一泵浦，连接至所述容器，用于将所述抛光液输送至使用端、以及一抛光液分散单元，设置于所述泵浦与所述的使用端间，所述的抛光液分散单元提供超声波，使流经所述的抛光液分散单元的所述抛光液分散。
文档编号B24B57/02GK102773804SQ20111017007
公开日2012年11月14日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年5月13日
发明者刘献文, 刘立中, 陈逸男 申请人:南亚科技股份有限公司