CN102335877A - 抛光液输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛光液输送装置，所述抛光液输送装置包括：抛光液储存容器；抛光液输送管，抛光液输送管的进液端与抛光液储存容器相连；开关阀，开关阀设在抛光液输送管上用于接通和断开抛光液输送管；输送泵，输送泵设在抛光液输送管上以将抛光液储存容器内的抛光液从抛光液输送管的出液端排出，其中输送泵位于抛光液储存容器和开关阀之间；和减压阀，减压阀设在抛光液输送管上且位于输送泵和开关阀之间用于稳定抛光液的压力。通过利用抛光液输送装置输送抛光液，可以使输出的抛光液的压力和流量非常稳定，即可以使输出的抛光液均匀地分布在抛光垫上，从而大大地提高抛光效果。

Description

抛光液输送装置

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种抛光液输送装置。

背景技术

随着大规模集成电路布线层数越来越多，为保证下一道工序的有效进行，需要对每一层布线进行平坦化。化学机械抛光(chemical-mechanical polishing，简称CMP)是最好的也是唯一的全局平面化技术。目前，化学机械抛光存在抛光效果差的缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

经过发明人深入研究后发现，在化学机械抛光过程中，由于已知的抛光液输送装置输送的抛光液的压力和流量不稳定，这样抛光液在抛光垫上分布不均匀，从而导致化学机械抛光的抛光效果差(表面抛光厚度不均匀)。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以稳定地输送抛光液的抛光液输送装置。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种抛光液输送装置，所述抛光液输送装置包括抛光液储存容器；抛光液输送管，所述抛光液输送管的进液端与所述抛光液储存容器相连；开关阀，所述开关阀设在所述抛光液输送管上用于接通和断开所述抛光液输送管；输送泵，所述输送泵设在所述抛光液输送管上以将所述抛光液储存容器内的抛光液从所述抛光液输送管的出液端排出，其中所述输送泵位于所述抛光液储存容器和所述开关阀之间；和减压阀，所述减压阀设在所述抛光液输送管上且位于所述输送泵和所述开关阀之间用于稳定抛光液的压力。

在利用根据本发明实施例的抛光液输送装置输送抛光液时，所述输送泵运行以便将所述抛光液储存容器内的抛光液通过所述抛光液输送管输送到抛光垫上。由于所述输送泵的脉冲波动比较大，因此所述输送泵输出的抛光液的压力波动也比较大。根据本发明实施例的抛光液输送装置通过在所述抛光液输送管上设置位于所述输送泵和所述开关阀之间的所述减压阀，从而可以对所述输送泵输出的抛光液进行减压以便稳定所述输送泵输出的抛光液的压力和流量。换言之，离开所述减压阀的出口的抛光液的压力和流量非常稳定。通过利用所述抛光液输送装置输送抛光液，可以使输出的抛光液的压力和流量非常稳定，即可以使输出的抛光液的压力和流量的波动非常小。因此，通过利用所述抛光液输送装置输送抛光液，可以使输出的抛光液均匀地分布在抛光垫上，从而大大地提高抛光效果。

另外，根据本发明实施例的抛光液输送装置可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述抛光液输送装置还包括调节阀，所述调节阀与所述减压阀相连用于调节抛光液在所述减压阀的进口和出口之间的压力降。通过设置所述调节阀，可以根据具体的抛光工艺来利用所述调节阀调节抛光液的压力，从而使所述抛光液输送装置可以用于各种抛光工艺中。

根据本发明的一个实施例，所述调节阀为气体调节阀。

根据本发明的一个实施例，所述抛光液输送装置还包括止回阀，所述止回阀设在所述抛光液输送管上且位于所述减压阀和所述开关阀之间。通过设置所述止回阀，可以在停止向抛光垫输送抛光液时有效地防止所述抛光液输送管内的抛光液回流，从而大大地降小所述抛光液输送管内的抛光液的压力的下降幅度，以便将所述抛光液输送管内的抛光液的压力维持在一定高度，这样可以在再次向抛光垫输送抛光液时能够迅速地提供足够流量的抛光液。

根据本发明的一个实施例，所述止回阀邻近所述开关阀，这样可以将所述抛光液输送管内的抛光液回流减至最小。

根据本发明的一个实施例，所述减压阀、所述调节阀、所述止回阀和所述开关阀均为多个，所述多个减压阀、所述多个调节阀、所述多个止回阀和所述多个开关阀构成多个抛光液输送支路且每个所述抛光液输送支路包括一个所述减压阀、一个所述调节阀、一个所述止回阀和一个所述开关阀，其中所述多个抛光液输送支路并联且每个所述抛光液输送支路均与所述输送泵串联。通过设置多个所述减压阀、多个所述调节阀、多个所述止回阀和多个所述开关阀，可以构成多个所述抛光液输送支路，这样可以同时且各自独立地向多个抛光垫输送抛光液。

根据本发明的一个实施例，所述抛光液输送装置还包括抛光液过滤器，所述抛光液过滤器连接在所述抛光液输送管上且位于所述输送泵和所述减压阀之间。通过设置所述抛光液过滤器，可以将抛光液中的粒径较大的颗粒过滤掉，从而可以在抛光过程中防止粒径较大的颗粒划伤晶圆的表面。

根据本发明的一个实施例，所述抛光液输送装置还包括抛光液回流管，所述抛光液回流管的一端与所述输送泵的出口相连且所述抛光液回流管的另一端与所述抛光液储存容器相连。这样，即使在停止向抛光垫输送抛光液时，所述输送泵也可以处于运行状态(即所述输送泵始终处于运行状态)，抛光液可以在由所述抛光液储存容器、所述抛光液输送管、所述输送泵和所述抛光液回流管构成的闭合循环回路内不停地循环，从而可以防止抛光液结晶。

根据本发明的一个实施例，所述抛光液输送装置还包括压力检测元件，所述压力检测元件设在所述抛光液输送管上且位于所述减压阀和所述开关阀之间。通过设置所述压力检测元件，可以实时地检测离开所述减压阀的出口的抛光液的压力，即可以实时地检测输送到抛光垫上的抛光液的压力。

根据本发明的一个实施例，所述输送泵为气动隔膜泵。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的抛光液输送装置的结构示意图；

图2是利用已知的抛光液输送装置输送抛光液时抛光液的压力波动图；

图3是利用已知的抛光液输送装置输送抛光液时抛光液的流量波动图；

图4是利用根据本发明实施例的抛光液输送装置输送抛光液时抛光液的压力波动图；和

图5是利用根据本发明实施例的抛光液输送装置输送抛光液时抛光液的流量波动图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照图1描述根据本发明实施例的抛光液输送装置10。如图1所示，根据本发明实施例的抛光液输送装置10包括抛光液储存容器100、抛光液输送管200、开关阀300、输送泵和减压阀410。

抛光液输送管200的进液端与抛光液储存容器100相连，开关阀300设在抛光液输送管200上用于接通和断开抛光液输送管200。所述输送泵设在抛光液输送管200上以将抛光液储存容器100内的抛光液从抛光液输送管200的出液端排出，其中所述输送泵位于抛光液储存容器100和开关阀300之间。减压阀410设在抛光液输送管200上，且减压阀410位于所述输送泵和开关阀300之间用于稳定抛光液的压力。

在利用根据本发明实施例的抛光液输送装置10输送抛光液时，所述输送泵运行以便将抛光液储存容器100内的抛光液通过抛光液输送管200输送到抛光垫上。由于所述输送泵的脉冲波动比较大，因此所述输送泵输出的抛光液的压力波动也比较大。根据本发明实施例的抛光液输送装置10通过在抛光液输送管200上设置位于所述输送泵和开关阀300之间的减压阀410，从而可以对所述输送泵输出的抛光液进行减压以便稳定所述输送泵输出的抛光液的压力和流量。换言之，离开减压阀410的出口的抛光液的压力和流量非常稳定。通过利用抛光液输送装置10输送抛光液，可以使输出的抛光液的压力和流量非常稳定，即可以使输出的抛光液的压力和流量的波动非常小。因此，通过利用抛光液输送装置10输送抛光液，可以使输出的抛光液均匀地分布在抛光垫上，从而大大地提高抛光效果(即大大地提高表面抛光厚度的均匀性)。

图2和图3分别为利用已知的抛光液输送装置输送抛光液时抛光液的压力波动图和流量波动图，图4和图5分别为利用抛光液输送装置10输送抛光液时抛光液的压力波动图和流量波动图。由图2-5可以看出，利用抛光液输送装置10输送抛光液，可以使输出的抛光液的压力和流量的波动远远小于利用已知的抛光液输送装置输送抛光液时输出的抛光液的压力和流量的波动。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，抛光液输送装置10还可以包括调节阀420，调节阀420可以与减压阀410相连用于调节抛光液在减压阀410的进口和出口之间的压力降。换言之，调节阀420可以调节离开减压阀410的出口的抛光液的压力。由于不同的抛光工艺对抛光液的压力的要求不一样，通过设置调节阀420，可以根据具体的抛光工艺来利用调节阀420调节抛光液的压力，从而使抛光液输送装置10可以用于各种抛光工艺中。

具体地，调节阀420可以是气体调节阀。所述气体调节阀施加给减压阀410的气体压力越大，抛光液在减压阀410的进口和出口之间的压力降越大，即离开减压阀410的出口的抛光液的压力越小。所述气体调节阀施加给减压阀410的气体压力越小，抛光液在减压阀410的进口和出口之间的压力降越小，即离开减压阀410的出口的抛光液的压力越大。

如图1所示，在本发明的一些示例中，抛光液输送装置10还可以包括止回阀500，止回阀500可以设在抛光液输送管200上，且止回阀500可以位于减压阀410和开关阀300之间。在停止向抛光垫输送抛光液时，抛光液输送装置10的开关阀300关闭以便断开抛光液输送管200。此时抛光液输送管200内的抛光液会有一定的回流，这样会导致抛光液输送管200内的抛光液的压力下降。这样再次向抛光垫输送抛光液时，不能迅速地提供足够流量的抛光液。通过设置止回阀500，可以在停止向抛光垫输送抛光液时有效地防止抛光液输送管200内的抛光液回流，从而大大地降小抛光液输送管200内的抛光液的压力的下降幅度，以便将抛光液输送管200内的抛光液的压力维持在一定高度，这样可以在再次向抛光垫输送抛光液时能够迅速地提供足够流量的抛光液。

有利地，止回阀500可以邻近开关阀300，这样可以将抛光液输送管200内的抛光液回流减至最小。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，抛光液输送装置10还可以包括抛光液过滤器600，抛光液过滤器600可以连接在抛光液输送管200上，且抛光液过滤器600可以位于所述输送泵和减压阀410之间。换言之，抛光液过滤器600的入口和出口可以分别与抛光液输送管200相连。通过设置抛光液过滤器600，可以将抛光液中的粒径较大的颗粒过滤掉，从而可以在抛光过程中防止粒径较大的颗粒划伤晶圆的表面。

如图1所示，在本发明的一个示例中，抛光液输送装置10还可以包括抛光液回流管700，抛光液回流管700的一端可以与所述输送泵的出口相连，且抛光液回流管700的另一端可以与抛光液储存容器100相连。换言之，抛光液储存容器100、抛光液输送管200、所述输送泵和抛光液回流管700可以构成闭合循环回路。这样，即使在停止向抛光垫输送抛光液时，所述输送泵也可以处于运行状态(即所述输送泵始终处于运行状态)，抛光液可以在由抛光液储存容器100、抛光液输送管200、所述输送泵和抛光液回流管700构成的闭合循环回路内不停地循环，从而可以防止抛光液结晶。

在本发明的一些示例中，如图1所示，抛光液输送装置10还可以包括压力检测元件800，压力检测元件800可以设在抛光液输送管200上，且压力检测元件800可以位于减压阀410和开关阀300之间。通过设置压力检测元件800，可以实时地检测离开减压阀410的出口的抛光液的压力，即可以实时地检测输送到抛光垫上的抛光液的压力。在抛光液输送装置10运行一段时间后，抛光液输送装置10输送的抛光液的压力(即离开减压阀410的出口的抛光液的压力)可能会发生变化。通过设置压力检测元件800，从而可以根据压力检测元件800的检测到的抛光液的压力来利用调节阀420调节离开减压阀410的出口的抛光液的压力，这样可以使抛光液输送装置10输送的抛光液的压力满足抛光工艺的要求。

有利地，压力检测元件800可以设在减压阀410和止回阀500之间，这样可以使止回阀500更加邻近开关阀300，以便将抛光液输送管200内的抛光液回流减至最小。具体地，压力检测元件800可以是压力传感器。

如图1所示，在本发明的一个具体示例中，所述输送泵可以是气动隔膜泵910。本领域技术人员可以理解的是，压缩气体可以依次通过气体过滤器920、气体减压阀930、气压表940和气体开关阀950输送到气动隔膜泵910。

在本发明的一些实施例中，减压阀410、调节阀420、止回阀500和开关阀300都可以是多个，多个减压阀410、多个调节阀420、多个止回阀500和多个开关阀300可以构成多个抛光液输送支路，且每个所述抛光液输送支路可以包括一个减压阀410、一个调节阀420、一个止回阀500和一个开关阀300(减压阀410、调节阀420、止回阀500和开关阀300的位置关系和连接关系如上所述)。其中所述多个抛光液输送支路并联，且每个所述抛光液输送支路可以都与所述输送泵串联。通过设置多个减压阀410、多个调节阀420、多个止回阀500和多个开关阀300，可以构成多个所述抛光液输送支路，这样可以同时且各自独立地向多个抛光垫输送抛光液。

具体地，每个所述抛光液输送支路还可以包括压力检测元件800(压力检测元件800可以位于减压阀410和开关阀300之间)。换言之，压力检测元件800可以是多个。这样可以实时地检测每个所述抛光液输送支路中离开减压阀410的出口的抛光液的压力。

通过利用抛光液输送装置10输送抛光液，可以使输出的抛光液的压力和流量非常稳定，即可以使输出的抛光液均匀地分布在抛光垫上，从而大大地提高抛光效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种抛光液输送装置，其特征在于，包括：

抛光液储存容器；

抛光液输送管，所述抛光液输送管的进液端与所述抛光液储存容器相连；

开关阀，所述开关阀设在所述抛光液输送管上用于接通和断开所述抛光液输送管；

输送泵，所述输送泵设在所述抛光液输送管上以将所述抛光液储存容器内的抛光液从所述抛光液输送管的出液端排出，其中所述输送泵位于所述抛光液储存容器和所述开关阀之间；和

减压阀，所述减压阀设在所述抛光液输送管上且位于所述输送泵和所述开关阀之间用于稳定抛光液的压力。

2.根据权利要求1所述的抛光液输送装置，其特征在于，还包括调节阀，所述调节阀与所述减压阀相连用于调节抛光液在所述减压阀的进口和出口之间的压力降。

3.根据权利要求2所述的抛光液输送装置，其特征在于，所述调节阀为气体调节阀。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的抛光液输送装置，其特征在于，还包括止回阀，所述止回阀设在所述抛光液输送管上且位于所述减压阀和所述开关阀之间。

5.根据权利要求4所述的抛光液输送装置，其特征在于，所述止回阀邻近所述开关阀。

6.根据权利要求4所述的抛光液输送装置，其特征在于，所述减压阀、所述调节阀、所述止回阀和所述开关阀均为多个，所述多个减压阀、所述多个调节阀、所述多个止回阀和所述多个开关阀构成多个抛光液输送支路且每个所述抛光液输送支路包括一个所述减压阀、一个所述调节阀、一个所述止回阀和一个所述开关阀，其中所述多个抛光液输送支路并联且每个所述抛光液输送支路均与所述输送泵串联。

7.根据权利要求1所述的抛光液输送装置，其特征在于，还包括抛光液过滤器，所述抛光液过滤器连接在所述抛光液输送管上且位于所述输送泵和所述减压阀之间。

8.根据权利要求1所述的抛光液输送装置，其特征在于，还包括抛光液回流管，所述抛光液回流管的一端与所述输送泵的出口相连且所述抛光液回流管的另一端与所述抛光液储存容器相连。

9.根据权利要求1所述的抛光液输送装置，其特征在于，还包括压力检测元件，所述压力检测元件设在所述抛光液输送管上且位于所述减压阀和所述开关阀之间。

10.根据权利要求1所述的抛光液输送装置，其特征在于，所述输送泵为气动隔膜泵。

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