CN101648365A - Cmp抛光液供应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体晶圆的化学机械抛光设备上的抛光液供应系统，本发明包括抛光液存储罐、设置在抛光液存储罐内的由搅拌电机和搅拌叶片构成的搅拌装置、设置在抛光液存储罐内的冷却液管以及设置在抛光液存储罐内的温度传感器，去离子水管和抛光液管通过三位三通电磁阀、液体流量计和抛光液存储罐相连通。采用本发明CMP抛光液供应系统的化学机械抛光设备在对晶圆进行抛光时，可获得所需一定浓度和一定温度的抛光液，这样可有效提高抛光质量，并且节约人力、物力、财力，有效提高生产效率，同时降低洁净厂房的维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆的化学机械抛光设备上的抛光液供应系统。
背景技术
化学机械抛光(CMP)是一种对半导体材料或是其它类型材料的衬底进行平坦化或是抛光的方法。广泛应用于集成电路(IC)制造业中。化学机械抛光是结合抛光液中化学溶液的腐蚀和磨粒的机械磨削双重作用，使硅晶片获得极高的平面度和平整度的一项工艺。为了保证硅片表面的平整度和平面度，抛光过程中的化学反应速度和机械作用速度必须一致，若化学反应速度大于机械作用速度，将导致硅片表面腐蚀严重、去除不均匀，从而使得抛光质量下降，反之，将导致硅片表面划伤，影响硅片表面质量。抛光液的浓度和温度是影响化学反应速度的主要因素，浓度越高，化学反应速度越快；温度越高，化学反应速度越快。因此，在抛光过程中精确控制抛光液的浓度和温度对抛光效果有重要作用。化学机械抛光设备的抛光液存储罐容量有限，在抛光过程中需要人工经常去配比和添加抛光液，化学机械抛光工艺对洁净厂房的要求比较高，人工经常出入厂房会降低洁净厂房的等级，而且人工运送抛光液的过程中抛光液有温度损失，无法保证抛光液的温度恒定。所以，一种可以自动配比抛光液浓度并能保持其温度恒定的抛光液供应系统对提升化学机械抛光设备的性能具有重要作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种为化学机械抛光设备提供一定浓度和恒定温度的抛光液的、可有效提高抛光质量的CMP抛光液供应系统。
本发明采用如下技术方案：
本发明包括抛光液存储罐、设置在抛光液存储罐内的由搅拌电机和搅拌叶片构成的搅拌装置、设置在抛光液存储罐内的冷却液管以及设置在抛光液存储罐内的温度传感器，去离子水管和抛光液管通过三位三通电磁阀、液体流量计和抛光液存储罐相连通。
本发明在抛光液存储罐内的上端设置有上液位传感器、在抛光液存储罐内的下端设置有下液位传感器。
本发明三位三通电磁阀的一个入口接抛光液管，另一个入口接去离子水管，当三位三通电磁阀处于中位时，三位三通电磁阀关闭，当三位三通电磁阀处于右位时，接通抛光液管；当三位三通电磁阀处于左位时，接通去离子水管。
本发明搅拌电机设置在抛光液存储罐中央的正上方，和搅拌电机的传动轴相连接的搅拌叶片设置在抛光液存储罐液面以下。
本发明的有益效果如下：
采用本发明CMP抛光液供应系统的化学机械抛光设备在对晶圆进行抛光时，可获得所需一定浓度和一定温度的抛光液，这样可有效提高抛光质量，并且节约人力、物力、财力，有效提高生产效率，同时降低洁净厂房的维护成本。
附图说明
附图为本发明结构示意图。
在附图中：1三位三通电磁阀、2液体流量计、3搅拌电机、4冷却液管、5搅拌叶片、6抛光液存储罐、7上液位传感器、8下液位伟感器、9温度传感器、10去离子水管、11抛光液管。
具体实施方式
本发明提供了一种化学机械抛光设备中的抛光液供应系统。本发明可以根据不同的需要自动配比抛光液的浓度，并保持抛光液的温度恒定。本发明通过流量计控制抛光液和去离子水的比例来配比所需抛光液的浓度，通过搅拌电机将抛光液和去离子水混合均匀。配好的抛光液由一个标有刻度的抛光液存储罐存储，抛光液存储罐中装有上液位传感器和下液位传感器，抛光液存储罐的最大容量由上液位传感器控制，最小容量由下液位传感器控制。本发明采用一根冷却液管环绕着抛光液存储罐壁的内侧，其中通入一定温度的冷却液以保持抛光液的温度恒定。本发明抛光液存储罐中装有温度传感器可以探测抛光液温度的变化，将信号输送到控制系统来控制抛光液的温度。
下面结合实施例将本发明作具体介绍：本发明用于化学机械抛光设备，由三位三通电磁阀1、液体流量计2、抛光液存储罐6、搅拌电机3、搅拌叶片5、冷却液管4、上液位传感器7、下液位传感器8和温度传感器9组成。
三位三通电磁阀1用来切换流入抛光液存储罐6的液体，本发明三位三通电磁阀1用于控制流入抛光液存储罐6的液体，其中一个入口接抛光液管11，另一个接去离子水管10，当三位三通电磁阀1处于中位时，电磁阀关闭；当电磁阀处于右位时，流入抛光液存储罐的是抛光液；当电磁阀处于左位时，流入抛光液存储罐6的是去离子水。流入抛光液存储罐6中液体的量由流量计2测量计算得出，若流量计测得的流量为q，时间为t，则流入抛光液存储罐6中该液体的量为q×t，通过控制流入抛光液存储罐中抛光液和去离子水的量可以配制抛光液的浓度。本发明搅拌电机3安装在抛光液存储罐6中央的正上方，给搅拌叶片5提供动力，带动其旋转。搅拌叶片5安装在抛光液液面以下，当配制抛光液时，搅拌叶片旋转使抛光液与去离子水均匀混合。在配制抛光液时，搅拌电机3带动搅拌叶片5旋转将抛光液混合均匀。抛光液存储罐6的容积根据化学机械抛光设备中抛光液的流量和抛光时间计算设计，本发明上液位传感器7用于测量抛光液存储罐6的最大容量，当抛光液存储罐6达到最大容量时，上液位传感器7向控制系统发出信号，控制三位三通电磁阀1处于中位，关闭电磁阀。下液位传感器8用于测量抛光液存储罐6的最小容量，当抛光液存储罐6达到最小容量时，下液位传感器8向控制系统发出信号，控制系统停止设备运转，同时，控制三位三通电磁阀1处于右位，开启电磁阀重新配制抛光液。冷却液管4中通入设定温度的冷却液，使配置好的抛光液处于恒定温度。本发明温度传感器9安装在抛光液存储罐6的底部，用于监测抛光液存储罐6中抛光液的温度变化，温度传感器9监测抛光液存储罐6中抛光液温度的变化，将测量值反馈到控制系统中，控制系统根据测量值调节冷却液的温度，从而控制抛光液的温度。
本发明抛光液存储罐6用耐腐蚀材料聚四氟乙烯加工而成，且上面标有刻度用于存储配置好的抛光液，其容积根据化学机械抛光设备中抛光液的流量和抛光时间计算确定。
Claims (4)
1、一种CMP抛光液供应系统，其特征在于其包括抛光液存储罐(6)、设置在抛光液存储罐(6)内的由搅拌电机(3)和搅拌叶片(5)构成的搅拌装置、设置在抛光液存储罐(6)内的冷却液管(4)以及设置在抛光液存储罐(6)内的温度传感器(9)，去离子水管(10)和抛光液管(11)通过三位三通电磁阀(1)、液体流量计(2)和抛光液存储罐(6)相连通。
2、根据权利要求1所述的CMP抛光液供应系统，其特征在于在抛光液存储罐(6)内的上端设置有上液位传感器(7)、在抛光液存储罐(6)内的下端设置有下液位传感器(8)。
3、根据权利要求1或2所述的CMP抛光液供应系统，其特征在于三位三通电磁阀(1)的一个入口接抛光液管(11)，另一个入口接去离子水管(10)，当三位三通电磁阀(1)处于中位时，三位三通电磁阀(1)关闭，当三位三通电磁阀(1)处于右位时，接通抛光液管(11)；当三位三通电磁阀(1)处于左位时，接通去离子水管(10)。
4、根据权利要求1或2所述的CMP抛光液供应系统，其特征在于搅拌电机(3)设置在抛光液存储罐(6)中央的正上方，和搅拌电机(3)的传动轴相连接的搅拌叶片(5)设置在抛光液存储罐(6)液面以下。
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