发明内容
本发明提供一种研磨液供给管路以及化学机械研磨装置,能够减少或消除研磨液在研磨液容器中产生沉淀、结晶等缺陷。
本发明提供的一种研磨液供给管路,包括研磨液容器、用于向研磨液容器输入研磨液的第一管路和用于将所述研磨液容器中的研磨液输出的第二管路,还包括位于研磨液容器液面以下与第一管路连通的横管,该横管包括与所述第一管路连通的具有弯曲部的S状管体和位于所述管体两端的出口部,所述横管径向截面与研磨液容器的径向截面夹角大于零度且小于或等于90度。
可选的,所述横管的弯曲部的弯曲的角度为105至135℃。
可选的,所述横管的径向截面为圆形或椭圆形。
可选的,在所述横管的管体上具有至少一对开孔,每一对开孔相对于该横管横向轴线对称分布,且每一开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度。
可选的,所述开孔在其投影面积最大的方向的投影为圆形,该圆形投影直径为十分之一至六分之一英寸。
可选的,所述横管的管体的长度为25至35cm。
可选的,所述横管的出口部呈喇叭型,且从管体向出口部方向径向截面面积逐渐增大。
可选的,所述横管管体的轴线与所述研磨液容器底面平行,且所述横管的管体的下侧壁距离所述研磨液容器底部的距离为3至10cm。
可选的,所述横管至少为两个,所述两个横管交叉,且在交叉部与所述第一管路连通。
可选的,所述横管管体的轴线在同一平面内。
相应的,本发明还提供一种化学机械研磨装置,包括:
研磨头、研磨垫和研磨液供给管路;其中,
所述研磨头位于所述研磨垫上方,用于吸附待研磨衬底,并和研磨垫配合对待研磨衬底进行研磨;
所述研磨液供给管路包括研磨液容器、用于向研磨液容器输入研磨液的第一管路和用于将所述研磨液容器中的研磨液输出至研磨垫的第二管路;
还包括位于研磨液容器液面以下与第一管路连通的横管,该横管包括与所述第一管路连通的具有弯曲部的S状管体和位于所述管体两端的出口部,所述横管径向截面与研磨液容器的径向截面夹角大于零度且小于或等于90度。
可选的,所述横管的弯曲部的弯曲角度为105至135℃。
可选的,在所述横管的管体上具有至少一对开孔,每一对开孔相对于该横管横向轴线对称分布;且每一开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度。
可选的,所述开孔在其投影面积最大的方向的投影为圆形,该圆形投影直径为十分之一至六分之一英寸。
可选的,所述横管的管体长度为25至35cm。
可选的,所述横管的出口部呈喇叭型,从管体向出口部方向径向截面面积逐渐增大。
可选的,所述横管至少为两个,且两个横管交叉,在交叉部与所述第一管路连通。
可选的,所述横管的轴线在同一平面内。
与现有技术相比,上述技术方案中的其中一个具有以下优点:
由于研磨液供给管路中管体呈S形的横管的两个出口部开口方向相反,研磨液沿所述横管的出口部的开口流出的方向也相反,使得研磨液在进入所述研磨液容器后产生旋转,从而对研磨液起到搅拌的作用。在研磨液供给源的研磨液不断的向所述研磨液容器中输运的过程中,研磨液容器中的研磨液不断的旋转,使得研磨液容器中的研磨液中的研磨颗粒能够分布均匀于研磨液中,可减少或消除由于研磨液沉淀,结晶等缺陷引起的半导体结构的研磨缺陷。
上述技术方案中的另一个具有如下优点:
由于在所述横管上还具有至少一对开口方向相反的开孔,研磨液由所述开孔中流出时也会使所述研磨液容器中的研磨液产生转动,而且,由于所述开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度,因而,由于出口部开口方向相反引起的研磨液的转动方向与所述开孔引起的研磨液的转动方向相同或具有相同的转动分量,从而会加剧所述研磨液容器中的研磨液的转动,可提高研磨液中研磨颗粒分布的均匀性。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
半导体集成电路的制造工艺中,通过化学机械研磨工艺对半导体结构的表面进行平坦化。在化学机械研磨工艺中,通过研磨液供给管路向待研磨的半导体结构表面供给研磨液。
本发明提供一种研磨液供给管路,包括:研磨液容器、第一管路、具有S状管体的横管和第二管路。
其中,所述的研磨液容器用于盛放由研磨液供给源输运的研磨液。
所述第一管路的一端与所述研磨液容器连接,并延伸至所述研磨液容器中的研磨液液面以下,所述的第一管路用于向所述的研磨液容器输运研磨液。
所述第二管路的一端与所述研磨液容器连接,用于将该研磨液容器中的研磨液抽出,并输运至研磨装置。
所述的研磨液供给管路的第一管路延伸至所述研磨液容器的研磨液液面以下的端部还连接有横管,所述横管位于研磨液容器液面以下,且与第一管路连通,该横管包括具有弯曲部的S状管体和位于所述管体两端的出口部,所述横管径向截面与研磨液容器的径向截面夹角大于零度且小于等于90度。
所述的研磨液供给管路工作时,所述的第一管路的另一端连接至研磨液供给源,研磨液通过所述第一管路首先被输运至所述横管,并由所述横管的两个自由端流向所述的研磨液容器,在所述研磨液容器中的研磨液经过所述第二管路被输运至研磨装置中,然后通过研磨装置对待研磨的半导体结构的膜层进行研磨。
由于所述横管的两个出口部的开口方向相反,研磨液沿所述横管的出口部流出的方向也相反,使得研磨液在进入所述研磨液容器后产生旋转,从而对研磨液起到搅拌的作用。在研磨液供给源的研磨液不断的向所述研磨液容器中输运的过程中,研磨液容器中的研磨液不断的旋转,使得研磨液容器中的研磨液中的研磨颗粒能够分布均匀于研磨液中,可减少或消除由于研磨液沉淀,结晶等缺陷引起的半导体结构的研磨缺陷。
下面结合实施例对本发明的研磨液供给管路进行详细描述。
实施例一
图3为本发明的研磨液供给管路的第一实施例的透视图。请参考图3,研磨液供给装置包括用于盛放研磨液的研磨液容器202、向研磨液容器202输入研磨液的第一管路204、与第一管路204连通且位于研磨液容器202液面下的横管208和从研磨液容器202向外输出研磨液的第二管路206。
其中,所述第二管路206的一端与所述研磨液容器202连接。所述第二管路206的另一端可以与研磨装置(图未示)连接,在所述第二管路206上还可以具有输运泵207。
所述第一管路204的一端可以与所述研磨液供给源(图未示)连接,另一端与横管208连通,在所述第一管路204上还可以有过滤装置(图未示)。
请参考图4,所述的横管208包括连通第一管路204的S状管体和两个出口部208a、208b,且所述的两个出口部208a和208b开口方向相反,所述横管208位于所述研磨液容器202的液面以下,且该横管的径向截面与所述研磨液的径向截面夹角大于零度且小于或等于90度。
在其中的一个实施例中,所述横管208的两个弯曲部的弯曲的角度为105至135℃。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的径向截面为圆形或椭圆形。
在其中的一个实施例中,所述研磨液容器202为圆筒形,所述横管208的管体长度小于所述研磨液容器202底壁的直径。例如,所述研磨液容器202的底壁直径为40cm,所述横管的长度为25至35cm。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的轴线与所述研磨液容器202底面平行,且所述横管208的管体的下侧壁距离所述研磨液容器202底部的距离为3至10cm。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的轴线在同一平面内,该平面平行于所述研磨液容器202的底面。
在其中的一个实施例中,所述横管208的开口部208a和208b呈喇叭型。
利用图3所示的供给管路工作时,将第一管路204的另一端连接至研磨液供给源,第二管路206的另一端连接至研磨装置。
研磨液供给源通过所述第一管路204向所述研磨液容器202供给研磨液,在所述第一管路204上可以有输运泵(图未示),通过输运泵将研磨液供给源中的研磨液输运至所述研磨液容器202。研磨液经第一管路204后进入所述横管208,并由所述横管208的两个出口部208a和208b的开口流出至所述研磨液容器202中。
由于所述横管208的管体呈S形,开口部208a和208b开口方向相反,则研磨液由出口部208a和208b的开口流出的方向也相反,在研磨液由所述的出口部208a和208b的开口流出的同时,流出的研磨液会推动所述研磨液容器202中的研磨液转动。若出口部208a和208b不断的向研磨液容器202中供给研磨液,则所述研磨液容器202中的研磨液就会不断的转动。由于研磨液中具有研磨颗粒,若处于静止状态则容易产生沉淀或结晶等缺陷,保持所述研磨液容器202中的研磨液不断的转动,可减少或消除产生衬底或结晶的缺陷。
研磨液被第一管路204和横管208输运至所述研磨液容器202中,由于横管208具有S形管体以及开口方向相反的出口部208a和208b,可使研磨液容器202中的研磨液产生转动,保持研磨液中的研磨颗粒较为均匀的分布。
同时,第二管路206的另一端与研磨装置连接,在第二管路206上可以具有输运泵207,通过所述第二管路206将所述研磨液容器202中研磨颗粒分布较为均匀的研磨液输运至研磨装置,通过所述研磨装置对待研磨半导体结构进行研磨,可减少或消除由于研磨液沉淀、结晶等在半导体结构中产生缺陷。提高形成的半导体器件的良率。
实施例二
图5为本发明的研磨液供给管路的第二实施例的透视图。
请参考图5,研磨液供给装置包括用于盛放研磨液的研磨液容器202、向研磨液容器202输入研磨液的第一管路204、与第一管路204连通且位于研磨液容器202液面下的横管208和第二管路206。
其中,所述第二管路206的一端与所述研磨液容器202连接。所述第二管路206的另一端可以与研磨装置(图未示)连接,在所述第二管路206上还可以具有输运泵207。
所述第一管路204的一端可以与所述研磨液供给源(图未示)连接,另一端与横管208连通,在所述第一管路204上还可以有过滤装置(图未示)。
请参考图6,所述的横管208包括连通第一管路204的S状管体和两个出口部208a、208b,且所述的两个出口部208a和208b开口方向相反,所述横管208位于所述研磨液容器202的液面以下,且该横管的径向截面与所述研磨液的径向截面夹角大于零度且小于或等于90度。
在所述横管208上具有至少一对开孔,每一对开孔相对于该横管横向轴线对称分布;且每一开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度。
本实施例中仅示出一对开孔209a和209b。所述开孔209a和209b的开孔方向相反;所述开孔209a的开口方向与出口部208a的开口方向夹角小于90度,所述开口209b的开口方向与出口部208b的出口方向的夹角小于90度;且所述开孔209a和209b相对于该横管208横向轴线对称分布,也即所述开孔209a和209b离所述横管208的横向轴线交接处的距离相等。
在其中的一个实施例中,所述开孔209a和209b在其投影面积最大的方向的投影为圆形,该圆形投影直径为十分之一英寸至六分之一英寸。
在其它的实施例中,在所述横管208上可以具有两对或三对开孔。
在其中的一个实施例中,所述横管208的两个弯曲部的弯曲的角度为105至135℃。
在其中的一个实施例中,所述横管208的径向截面为圆形或椭圆形。
在其中的一个实施例中,所述研磨液容器202为圆筒形,所述横管208的管体长度小于所述研磨液容器202底壁的直径。例如,所述研磨液容器202的底壁直径为40cm,所述横管的长度为25至35cm。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的轴线与所述研磨液容器202底面平行,且所述横管208的管体的下侧壁距离所述研磨液容器202底部的距离为3至10cm。
在其中的一个实施例中,所述横管202的管体的轴线在同一平面内,该平面平行于所述研磨液容器202的底面。
在其中的一个实施例中,所述横管208的开口部208a和208b呈喇叭型。
在通过所述第一管路204和横管208向所述研磨液容器202中输运研磨液时,由于所述横管208的两个出口部208a和208b的开口方向相反,可使得所述研磨液容器202中的研磨液产生转动;
同时,由于在所述横管208上具有开口方向相反的开孔209a和209b,研磨液由所述开孔209a和209b中流出时也会使所述研磨液容器202中的研磨液产生转动,而且,由于所述开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度,因而,由于所述开口部208a和208b引起的研磨液的转动方向与所述开孔209a和209b引起的研磨液的转动方向相同或具有相同的转动分量,从而会加剧所述研磨液容器202中的研磨液的转动,可提高研磨液中研磨颗粒分布的均匀性。
实施例三
在所述第一管路延伸至所述研磨液容器中的研磨液液面之下的端部可以连接有两个横管,且两个横管交叉,在交叉部与所述第一管路连通。,其它与所述第一实施例相同,这里不再赘述。
在所述的第二实施例的供给管路的第一管路延伸至所述研磨液容器中的研磨液液面以下的端部也可以具有两个横管,且两个横管交叉,在交叉部与所述第一管路连通。这里不再赘述。
在其它的实施例中,所述横管可以是三个或三个以上,这里不再赘述。
本发明还提供一种化学机械研磨装置。
图7为本发明的化学机械研磨装置的实施例的透视图。
请参考图7,化学机械研磨装置包括研磨液供给管路、研磨头302和研磨垫304。所述研磨头302位于所述研磨垫304上方,用于吸附待研磨半导体结构或衬底,并将所述半导体结构或衬底向下压至所述研磨垫304,研磨头302和研磨垫304配合对半导体结构或衬底进行研磨;所述研磨液供给管路包括用于向研磨液容器202输入研磨液的第一管路204、与第一管路204连通且位于研磨液容器202液面下的横管208、用于将研磨液容器中的研磨液输出的第二管路206和用于盛放研磨液的研磨液容器202。
所述第二管路206一端与所述研磨液容器202连接,另一端与研磨液喷头301连接,用于将所述研磨液容器202中的研磨液抽出,并输运至所述研磨垫304上。
所述的横管208包括S状管体和两个出口部208a、208b,所述的两个出口部208a、208b的开口方向相反,且所述横管径向截面与研磨液容器的径向截面夹角大于零度且小于或等于90度。
所述第一管路204的另一端可以与研磨液供给源(图未示)连接,在所述第一管路204上还可以有过滤装置(图未示),通过所述第一管路204将研磨液供给源中的研磨液输运至所述横管208,并通过所述横管208的两个出口部208a和208b,将研磨液输运至所述研磨液容器202中。
在所述第二管路206上还可以具有输运泵207。
在其中的一个实施例中,所述横管的弯曲部的弯曲角度为105至135℃。
在其中的一个实施例中,所述横管208的径向截面为圆形或椭圆形。
在其中的一个实施例中,所述研磨液容器202为圆筒形,所述横管208的长度小于所述研磨液容器202底壁的直径。例如,所述研磨液容器202的底壁直径为40cm,所述横管的长度为25至35cm。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的轴线与所述研磨液容器底面平行,且所述横管208的管体的下侧壁距离所述研磨液容器底部的距离为3至10cm。
在其中的一个实施例中,所述横管208的管体的轴线在同一平面内,该平面平行于所述研磨液容器202的底面。
在其中的一个实施例中,所述横管208的的出口部208a和208b呈喇叭型。
在其中的一个实施例中,在所述横管208的管体上具有至少一对开孔,每一对开孔相对于该横管横向轴线对称分布,且每一开孔的开口方向与其相邻的出口部的开口方向的夹角小于90度。
在其中的一个实施例中,所述开孔在其投影面积最大的方向的投影为圆形,该圆形投影直径为十分之一至六分之一英寸。
在其它的实施例中,在所述横管208上可以具有两对或三对开孔。
在通过所述第一管路204和横管208向所述研磨液容器202中输运研磨液时,由于所述横管208的两个出口部208a和208b的开口方向相反,可使得所述研磨液容器202中的研磨液产生转动,使得研磨液中的研磨颗粒均匀分布,能够减少或消除由于研磨液沉淀、结晶等在半导体结构中产生缺陷。
本发明虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。