CN101143275A - 研磨液供应装置的气泡抑制器 - Google Patents

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CN101143275A CNA2007101401822A CN200710140182A CN101143275A CN 101143275 A CN101143275 A CN 101143275A CN A2007101401822 A CNA2007101401822 A CN A2007101401822A CN 200710140182 A CN200710140182 A CN 200710140182A CN 101143275 A CN101143275 A CN 101143275A
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Abstract

提供一种研磨液供应装置的气泡抑制器，特别是，其中的气泡抑制器排除研磨液供应装置产生的气泡的一种研磨液供应装置的气泡抑制器。该气泡抑制器系统包括存储研磨液的研磨液桶，容器，研磨液从上述研磨液桶供应至该容器；及设于上述研磨液桶和上述容器之间的气泡抑制器。该气泡抑制器收集从上述研磨液桶供应的研磨液中产生的气泡。

Description

研磨液供应装置的气泡抑制器
技术领域
本发明涉及研磨液(slurry)供应装置的气泡抑制器，特别涉及其中的气泡抑制器收集研磨液供应装置产生的气泡的研磨液供应装置的气泡抑制器。
背景技术
通常，化学机械抛光(CMP)工艺是一种应用磨料的机械抛光效果结合应用酸或碱溶液的化学反应效果以抛光晶片表面的工艺。
用于CMP装置的磨料溶液称为研磨液。用于机械抛光的细微粒子均匀分散在研磨液中。该研磨液是一种与待研磨的基板起反应的分散混合在去离子水中的酸或碱溶液的溶液。CMP工艺中研磨液分布在垫和基板之间，机械地和化学地研磨基板的表面。
基于所用的材料，研磨液可以分类为氧化膜CMP研磨液和CMP研磨液。包含分散在去离子水中的气相二氧化硅的硅溶胶通常被用作氧化膜CMP研磨液。包含氧化铝(Al2O3)粒子，氧化铈(CeO2)粒子，或铜(Cu)粒子的溶液被用作CMP研磨液。
因此，当粒子在溶液中混合时，由于溶液的特性可能产生气泡。另外，当研磨液通过管道，泵，和用于供应研磨液的阀门时，由于在研磨液中发生的涡流和摩擦可能产生气泡。
当如上所述产生气泡时，在用于混合研磨液的容器里的研磨液就没有合适的复配比例。其原因如下：因为传感器无法精确检测包含气泡的研磨液的量，所以该研磨液就没有合适的复配比例。
因此，需要一种在研磨液中阻止气泡产生或收集已产生的气泡的系统。
发明内容
本发明提供一种气泡抑制器系统，其包括气泡抑制器并应用真空泵或增压泵有效收集气泡，以稳定供应研磨液。
根据本发明一示范实施例，提供一种研磨液供应装置的气泡抑制器系统，该系统包括存储研磨液的研磨液桶，一容器，研磨液从该研磨液桶供应至该容器，及设于研磨液桶和该容器之间的气泡抑制器。该气泡抑制器收集研磨液桶供应的研磨液中所产生的气泡。
附图说明
通过参照附图详细说明优选实施例，本发明的上述和其它特征将更加显而易见。
图1是表示根据本发明一实施例的包括气泡抑制器的研磨液供应装置的视图；
图2是表示根据本发明第一实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图；
图3是表示根据本发明第二实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图；及
图4是表示根据本发明第三实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图。
具体实施方式
参照下文对优选实施例及附图的详细说明，可以更容易地理解本发明及其实施方法的优点和特征。然而，本发明可以用多种不同的方式来实施，不应解释为仅限于此处所列举的实施例。更确切地，提供这些实施例是为使本公开彻底且完全，且将向所属技术领域的技术人员充分地传达本发明的思想，本发明将仅为权利要求所限定。整篇说明书中相同的元件标记表示相一元件。
以下，将参照附图对本发明优选实施例进行更详细的说明。
图1是表示根据本发明一实施例的包括气泡抑制器的研磨液供应装置的视图。
根据本发明的实施例的包括气泡抑制器的研磨液供应装置包括气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，吸出器120，多条管道150，和多个阀门。
气泡抑制器100用以暂时储存由研磨液桶供应的研磨液。向气泡抑制器100供应研磨液有多种方法。供应研磨液的第一种方法如下：如图1所示，吸出器120运行，以使诸如空气的气体通过吸出器。结果，在气泡抑制器里产生相对低的气压。因此，由于研磨液桶里形成相对高的气压，研磨液因气压差从研磨液桶供应至气泡抑制器。供应研磨液的第二种方法如下：不使用吸出器，而在研磨液桶附近提供一增压泵。通过在研磨液桶和气泡抑制器之间提供的增压泵使研磨液从研磨液桶供应至气泡抑制器。供应研磨液的第三种方法如下：由容器附近提供的真空泵产生相对低的气压，致使研磨液从研磨液桶供应至气泡抑制器，并因气压差而从气泡抑制器供应至该容器。
抑制器传感器110用以检测气泡抑制器100里研磨液的总量。当气泡抑制器100里有研磨液、且对应与该传感器的安装高度时，抑制器传感器110开启。当气泡抑制器100里无研磨液，或不与该传感器的安装高度对应时，抑制器传感器110关闭。该传感器可以是包括发光器和受光器的红外传感器，或超声波传感器，可以检测气泡抑制器里是否有研磨液。但是，若研磨液里产生大量的气泡，尽管气泡抑制器里有研磨液，抑制器传感器也会重复地开启和关闭。
桶过滤器130用以过滤掉研磨液桶供应的研磨液里的杂质。因为桶过滤器是根据研磨液里包含的微粒的尺寸来过滤掉杂质，所以比研磨液中的研磨颗粒大的杂质被滤掉。因此，可提供包含均匀大小的微粒的研磨液。
吸出器120用以在气泡抑制器100里产生相对低的气压。吸出器120包括诸如空气的气体通过的管道。因为管道在吸出器120中部具有最小的直径，所以通过管道的气体在吸出器中部具有最高的速率。因此，应用速度与气压成反比的伯努利(Bernoulli)定理，吸出器120可以降低气压。因此，气泡抑制器里的气压可以比研磨液桶附近的气压低。该吸出器可以包括由诸如马达或发动机的驱动单元驱动的叶片，以吸入和排出诸如空气的气体。由于吸出器120如上运行，所以当气泡抑制器里的研磨液被耗尽或不充足时，研磨液可以从研磨液桶供应至气泡抑制器。
管道150为研磨液，去离子水，空气提供其通过的通道及类似的通路。提供多个管道，将所需的原料供应至所需的位置或容器，该管道可以通过容器或阀门而彼此连接。可以根据单位时间供应的流体量和由泵或类似者加至各管道上的压强来确定各管道的直径和材料。另外，涂层管道可用于防止管道因研磨液中包含的化学添加剂或氧化剂被氧化或腐蚀。
阀门10，20，30，40，50，60和70用以开启和关闭管道。例如，当设有多个阀门的气泡抑制器通过吸出器120吸气时，应当开启阀门70。应当开启阀门20以从气泡抑制器100排出研磨液。另外，开启阀门30以将研磨液供应至容器。如上所述，当需要供应或排出研磨液时，可以开启连接到该管道的阀门以供应或排出所需的原料。
图2是表示根据本发明第一实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图。
根据本发明第一实施例的应用真空泵排除气泡的研磨液供应装置的气泡抑制器系统，包括气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，吸出器120，多条管道150，多个阀门10，20，30，40，50，60，70和80，研磨液桶200，容器210，容器传感器220和真空泵230。
气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，吸出器120，多条管道150，多个阀门10，20，30，40，50，60，70和80已在上文详细说明。因此，将省略对它们的说明，除它们之外的其它元件将在下文说明。
研磨液桶200是用以供应研磨液的容器。该研磨液指包括微粒和溶剂的研磨溶液。据此，当微粒子与溶剂混合时，将产生气泡。当从研磨液桶供应的研磨液被用尽时，可以替换研磨液桶或者可以向研磨液桶供应研磨液。
容器210用以存储从气泡抑制器100供应的研磨液。由于容器210用作供应工艺中所需的研磨液的容器，所以容器中存储的研磨液最好有尽可能少的气泡。容器210通过管道将其所存储的研磨液供应至用作缓冲器的缓冲容器(图中未示出)，使缓冲容器供应CMP工艺所需的研磨液。
容器传感器220用以检测存储于容器210里的研磨液的量。容器传感器的设置对应于不同的安装高度。因此，当检测到每个容器传感器是否开启或关闭时，就可以检测出研磨液的量。当研磨液基本耗尽时，对应低高度的容器传感器关闭。因此，可以应用气泡抑制器将研磨液供应至该容器。各个传感器220可以是包括发光器和受光器的红外传感器，或超声波传感器，可以检测气泡抑制器里是否有研磨液。
真空泵230用以将研磨液供应至容器210。由于真空泵230形成一真空，所以真空泵230降低容器210的压强。因此，气泡抑制器100的压强比连接到该气泡抑制器的容器210的压强低。结果，研磨液从气泡抑制器100供应至容器210。另外，由于压强差，存储在研磨液桶200里的研磨液经过管道被供应至气泡抑制器100。
根据本发明第一实施例的、如上所述结构的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的运行将在下文说明。
研磨液从研磨液桶200经由桶过滤器130供应至气泡抑制器100。将气泡抑制器100充满研磨液，运行真空泵230，将研磨液供应至容器210。真空泵230产生气泡抑制器100和容器210之间的压强差，将存储在气泡抑制器100中的研磨液供应至容器210。
如果不设气泡抑制器100，则研磨液桶200直接连接到容器210。因此，由于流体的特性研磨液桶里将产生气泡。另外，由于气体在替换过滤器的过程中进入管道，因此管道中可能产生气泡。另外，当真空泵吸出空气以形成真空时，通过管道的研磨液的流动产生混乱及涡流，因而产生气泡。由于气泡的产生施加在管道上的不是恒压，所以研磨液的供应是不稳定的。因此，存储在容器中的研磨液中存在大量的气泡。因此，气泡将导致的容器传感器故障，且在工艺中的研磨液没有合适的复配比例以搅拌研磨液使其均匀化。
因此，在研磨液桶200和容器210之间提供气泡抑制器100。结果，从研磨液桶通过桶过滤器供应研磨液时产生的气泡，在气泡抑制器的上部被收集，且气泡在气泡抑制器的下部减少。在这种情况下，当气泡抑制器的下部通过管道连接到该容器时，可以将研磨液供应至该容器。因此，当研磨液供应装置设有气泡抑制器时，供应至该容器的研磨液里的气泡即使不被移除也会被减少。因此，接下来的工艺中可以使用均匀的研磨液。
如果关闭抑制器传感器110，且当气泡抑制器100里供应至容器210的研磨液减少时，则停止真空泵230且运行气泡抑制器100。关闭阀门30，运行吸出器120，向气泡抑制器100供给研磨液。因为吸出器120产生低压，研磨液可以从研磨液桶200供应至气泡抑制器100。当如上所述供应研磨液时，气泡抑制器上部收集的气泡可以从排出口排放到外面。
由于吸出器的运行，气泡抑制器被研磨液填充，然后开启抑制器传感器。另外，气泡抑制器被研磨液填充，然后真空泵再次运行以使研磨液被供应至该容器。
当气泡抑制器由于吸出器的重复运行而被污染时，可以清洗该气泡抑制器。首先，开启阀门20和40将气体注入该气泡抑制器，以排出遗留在气泡抑制器100里的研磨液。可选地，如果开启阀门50和60，并将去离子水供应至气泡抑制器，则可以排出遗留在气泡抑制器里的研磨液且清洗该气泡抑制器。当真空条件下的管道接触到外面的空气时，管道中的研磨液将硬化且阻塞该管道或者该管道将被污染。因此，开启阀门60，则该管道可以用去离子水清洗预定的时间。图3是表示根据本发明第二实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图。
根据本发明第二实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统，包括气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，多条管道，多个阀门，研磨液桶200，容器210，容器传感器220，及增压泵300。
气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，吸出器120，多条管道，多个阀门，研磨液桶200，容器210，容器传感器220已在上文详细说明。因此，将省略相关说明，除它们之外的其它元件将在下文说明。
增压泵300用以将压强增加至预定值，并用于通过压强将研磨液供应至气泡抑制器100或容器210。增压泵300设置在研磨液桶200上，在研磨液桶的位置产生高压。因此，当开启提供给容器210的阀门80以降低容器的压强时，研磨液可以因压强差通过管道供应至该容器。
如图3所示的根据本发明第二实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的运行将在下文描述。
通过增压泵300可以将研磨液从研磨液桶供应至气泡抑制器100和容器210。在这种情况下，开启提供给容器210的阀门80，这样研磨液可以因增压泵和该容器之间的压强差而被供应至该容器。如果在研磨液被供应至容器时关闭抑制器传感器，增压泵300停止，气泡抑制器100运行。
气泡抑制器可以按如下方式运行：阀门30关闭，阀门50开启，且增压泵300运行。由增压泵300将研磨液从研磨液桶供应至气泡抑制器100。因此，气泡抑制器充满研磨液，且气泡抑制器上部收集的气泡可以通过阀门50和排出口排到外面。
气泡抑制器充满研磨液之后，关闭阀门50且开启阀门30和80。然后，可以通过增压泵300将研磨液供应至容器210。
图4是表示根据本发明第三实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的视图。
根据本发明第三实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统包括气泡抑制器100，抑制器传感器110，桶过滤器130，多条管道，多个阀门，研磨液桶200，容器210，容器传感器220，及增压泵300。
因为上文已详细说明各个元件，下文将省略对其的说明。根据本发明第三实施例的研磨液供应装置的气泡抑制器系统的运行将参考图4在下文说明。
与图3所示的研磨液供应装置的气泡抑制器系统相似，可以通过增压泵300将研磨液从研磨液桶200供应至气泡抑制器100和容器210。在这种情况下，开启提供给容器210的阀门80，以使研磨液因增压泵300和容器之间的压强差而供应至容器。如果研磨液供应至该容器时关闭抑制器传感器，则增压泵300停止且气泡抑制器100运行。
当关闭阀门30且开启阀门50时，增压泵运行。因此，气泡抑制器充满研磨液，且气泡抑制器上部收集的气泡通过气泡抑制器和研磨液桶之间的管道再次进入研磨液。结果，研磨液桶里的气泡增加，使包含气泡的研磨液反复循环。气泡抑制器由管道密封。因此，即使气泡存在于气泡抑制器里，也不被供应至该容器。结果，遗留在该容器里的研磨液中的气泡减少。另外，因为在研磨液桶里循环的气泡可以在研磨液桶里被破坏，所以气泡抑制器系统能破坏气泡。
尽管已经结合本发明的具体实施例对本发明进行了说明，然而对于所属技术领域的技术人员来说，在不背离本发明的范围和精神的情况下所做出各种修改和变化是显而易见的。因此，应当理解，上述实施例并非限定性的，而完全是示例性的。
根据本发明，因为气泡抑制器用在研磨液供应装置里，其可以减少供应至容器的研磨液中的气泡。
另外，可以通过真空泵将研磨液供应至容器，且可以通过吸出器将气泡从气泡抑制器排出。
此外，可以通过增压泵将研磨液供应至容器，用气泡抑制器收集气泡，且通过排出口排出气泡。因此，可以减少供应至容器的研磨液里的气泡.
而且，因为由气泡抑制器收集的气泡利用连接到研磨液桶的管道进行循环，所以可以防止研磨液的浪费。
本发明的效果不限于上文所述，所属技术领域的技术人员通过权利要求将会清楚地理解本发明的其它效果。

Claims (10)

1.研磨液供应装置的气泡抑制器系统，包含：
存储研磨液的研磨液桶；
容器，研磨液从上述研磨液桶供应至该容器；及
气泡抑制器，设于上述研磨液桶和上述容器之间，该气泡抑制器收集从上述研磨液桶供应的研磨液产生的气泡。
2.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于还包含：
连接上述容器的真空泵，该真空泵降低上述容器的压强，以使研磨液从上述气泡抑制器供应至上述容器。
3.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，上述气泡抑制器包含抑制器传感器，用于检测上述气泡抑制器里研磨液的量。
4.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，还包含：
连接到上述气泡抑制器的吸出器，该吸出器在上述气泡抑制器中产生相对低的压强，以使研磨液从上述研磨液桶供应至上述气泡抑制器。
5.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，上述容器包含容器传感器，用于检测上述容器里研磨液的量。
6.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，还包含：
桶过滤器，设于上述研磨液桶和上述气泡抑制器之间，该桶过滤器过滤掉从上述研磨液桶供应的研磨液里的杂质。
7.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，上述气泡抑制器用气体或去离子水清洗。
8.根据权利要求1所述的气泡抑制器系统，其特征在于，还包含：
增压泵，设于上述研磨液桶和上述气泡抑制器之间，该增压泵产生预定的压强，以使存储在上述研磨液桶里的研磨液通过上述气泡抑制器供应至上述容器。
9.根据权利要求8所述的气泡抑制器系统，其特征在于，当上述气泡抑制器里的研磨液减少时，研磨液不供应至上述容器，而是通过上述增压泵从上述研磨液桶供应至上述气泡抑制器。
10.根据权利要求8所述的气泡抑制器系统，其特征在于，在上述气泡抑制器和上述研磨液桶之间设有管道，保留在上述气泡抑制器中的研磨液供应至上述研磨液桶而得以循环。
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