一种研磨液切换供给系统、切换供给方法及化学机械抛光系统与流程

文档序号:41143114发布日期:2025-03-04 17:17阅读:119来源:国知局

本申请涉及半导体,特别涉及一种研磨液切换供给系统、切换供给方法及化学机械抛光系统。


背景技术:

1、化学机械抛光(chemical mechanical polishing,cmp)工艺是制备半导体结构过程中的重要工序。尤其是对于金属进行cmp处理时,基于不同金属层的设计密度差异,若是以单一氧化剂浓度的研磨液来抛光所有金属层,密度高的金属层容易导致碟状缺陷,而密度低的则可能有残留风险。现行做法之一是从工艺角度改进,即使用单一氧化剂浓度的研磨液,而通过抛光时间的调节来改善碟状缺陷或是残留风险,但此法的局限性较大。

2、此外,通过研磨液供给系统改变使用的研磨液中的氧化剂浓度是一种有效方法。其中,现有的研磨液供给系统(slurry dispense system,sds)通常包括依次相连的研磨液原料桶、混合桶和供给桶,研磨液原料可被泵送到混合桶中并进行稀氧化剂的添加混合后输送到供给罐中。为了改变研磨液的氧化剂浓度,需要先将sds中的原研磨液排空,再更换储存氧化剂的定容器,进而在混合桶中重新调配出合适氧化剂浓度的研磨液送入供应桶后进行使用。但在该方案中,需要停机进行更换,总体切换过程耗时长久,影响生产成本。

3、应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种研磨液切换供给系统、切换供给方法及化学机械抛光系统,以在单一供应单元上实现多种氧化剂浓度的研磨液的调配且最小化供应单元的转换清洗时间。

2、为了解决上述问题,第一方面,以下提供一种研磨液切换供给系统,包括:原料储存单元、混合单元、供给单元、输送管道以及调配控制单元,所述原料储存单元、所述混合单元和所述供给单元通过所述输送管道依次连接;所述原料储存单元包括研磨原液储存罐和氧化剂储存罐,所述研磨原液储存罐通过第一输送管道、所述氧化剂储存罐通过第二输送管道分别连接至所述混合单元;所述调配控制单元包括流速控制器,所述流速控制器设置在所述第一输送管道和所述第二输送管道上,用于控制输入所述混合单元中的研磨原液和氧化剂的比例,调配出具有所需氧化剂浓度的目标研磨液。

3、本申请采用一套研磨液切换供给系统,通过对研磨原液和氧化剂的输入流速进行控制,自动实现不同氧化剂浓度的研磨液的调配和供应;不需要额外设置多套供应系统,也不用停机进行设备更换,且该研磨液切换供给系统可以同生产系统联合,自动化流水线式进行。

4、所述混合单元包括混合槽,所述供给单元包括供给槽;所述混合槽通过第三输送管道连通至所述供给槽,所述供给槽连接有第四输送管道,用于供应所述目标研磨液。

5、所述混合槽的容量不超过2升,所述供给槽的容量不超过2升。采用小容量的储存设备,可以实现快速切换,不影响线上生产。

6、所述调配控制单元包括流速控制器和控制系统;所述流速控制器设置于各个输送管道处,用于控制所述输送管道内液体的流速;所述控制系统用于控制所述流速控制器。通过设置流速控制器和控制系统,能够远程控制各处的流速,既可以实现调配不同氧化剂浓度的研磨液,又可以此保证研磨液的持续供应。

7、所述流速控制器为控制阀,所述控制系统包括控制器以及信号终端;所述控制阀有四个,分别设置于第一输送管道、第二输送管道、第三输送管道和第四输送管道的出液口;每个所述控制阀配备一个所述控制器,所述控制器可根据所述信号终端的控制来改变对应的所述控制阀的开度,从而控制所述输送管道内液体的流速。阀门是实现流速控制的一种方便手段,通过阀门能够远程控制各处的流速,既可实现调配不同氧化剂浓度的研磨液,又可以此保证研磨液的持续供应。

8、所述第一输送管道、所述第三输送管道和所述第四输送管道内液体的流速依次减小,且所述第一输送管道内液体的流速为所述第四输送管道内液体的流速的2-5倍。不同输送管道的流速匹配可以保证研磨液的调配精准度以及研磨液的供应稳定性。

9、第二方面,本申请还提供一种化学机械抛光系统,包括化学机械抛光设备和第一方面所述的一种研磨液切换供给系统;所述研磨液切换供给系统用于向所述化学机械抛光设备供应所述目标研磨液。

10、所述信号终端集成在所述化学机械抛光设备中,通过所述化学机械抛光设备控制所述目标研磨液的自动排空和所需的新目标研磨液的自动调配和供应。

11、第三方面,本申请还提供一种研磨液的切换供给方法,用于如第一方面所述的一种研磨液切换供给系统,包括如下步骤:排空所述混合单元以及所述供给单元中残留的研磨液;基于待加工产品所需的氧化剂浓度,控制所述第一输送管道和所述第二输送管道内液体的流速,在所述混合单元中调配出所需的新目标研磨液;通过所述研磨液切换供给系统供应所述新目标研磨液。

12、第四方面,本申请还提供一种研磨液的切换供给方法,用于如第二方面所述的一种化学机械抛光系统,包括如下步骤:在所述化学机械抛光设备中创建待加工产品的工艺配方,所述工艺配方中包括调配出所需的新目标研磨液时第一输送管道和第二输送管道内液体的流速;通过挡片在所述化学机械抛光设备中采用所述工艺配方执行暖机程序,以将残留的研磨液排空并完成所述新目标研磨液的自动调配;通过所述研磨液切换供给系统供应所述新目标研磨液至所述化学机械抛光设备,进行待加工产品的加工。

13、与现有技术相比,本发明的有益效果主要包括如下:1)本申请仅采用一套研磨液供给系统,不需要新增一套研磨液供给系统,减少占地面积和成本;2)可以快速实现不同氧化剂浓度的研磨液的切换,不需要停机更换设备,对于线上生产影响小;3)该系统可以同生产系统联合,在更换加工产品时,能够自动实现研磨液的切换。



技术特征:

1.一种研磨液切换供给系统,其特征在于,包括:原料储存单元、混合单元、供给单元、输送管道以及调配控制单元,所述原料储存单元、所述混合单元和所述供给单元通过所述输送管道依次连接;

2.根据权利要求1所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,所述混合单元包括混合槽,所述供给单元包括供给槽;

3.根据权利要求2所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,所述混合槽的容量不超过2升,所述供给槽的容量不超过2升。

4.根据权利要求1所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,所述调配控制单元包括流速控制器和控制系统;

5.根据权利要求4所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,所述流速控制器为控制阀,所述控制系统包括控制器以及信号终端;

6.根据权利要求5所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,所述第一输送管道、所述第三输送管道和所述第四输送管道内液体的流速依次减小,且所述第一输送管道内液体的流速为所述第四输送管道内液体的流速的2-5倍。

7.一种化学机械抛光系统,其特征在于,包括化学机械抛光设备和根据权利要求1至6中任一项所述的一种研磨液切换供给系统;

8.根据权利要求7所述的一种化学机械抛光系统,其特征在于,所述信号终端集成在所述化学机械抛光设备中,通过所述化学机械抛光设备控制所述目标研磨液的自动排空和所需的新目标研磨液的自动调配和供应。

9.一种研磨液的切换供给方法,用于如权利要求1至6中任一项所述的一种研磨液切换供给系统,其特征在于,包括如下步骤:

10.一种研磨液的切换供给方法,用于如权利要求8所述的一种化学机械抛光系统,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明提供一种研磨液切换供给系统,包括:通过输送管道依次连接的原料储存单元、混合单元、供给单元,以及调配控制单元;原料储存单元包括研磨原液储存罐和氧化剂储存罐,分别通过第一输送管道、第二输送管道连接至混合单元;调配控制单元包括流速控制器,其设置在第一输送管道和第二输送管道上,用于控制输入混合单元中的研磨原液和氧化剂的比例,调配出具有所需氧化剂浓度的目标研磨液。本申请采用一套研磨液切换供给系统,通过对研磨原液和氧化剂的输入流速进行控制,自动实现不同氧化剂浓度的研磨液的调配和供应;不需要额外设置多套供应系统,也不用停机进行设备更换,且该研磨液切换供给系统可以同生产系统联合,自动化流水线式进行。

技术研发人员:刘怡良,李昱廷
受保护的技术使用者:重庆芯联微电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/3/3
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