CN102580953B - 清洗研磨液供给系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洗研磨液供给系统的方法，所述研磨液供给系统包括备用池(101)、供给池(102)和过滤装置(103)，该方法包括如下步骤：供给池(102)的入口C关闭，将供给池(102)中的剩余研磨液都输送到备用池(101)；向供给池(102)中注入预定量的清洗液；所述清洗液在供给池(102)、过滤装置(103)以及两者之间的导管内循环流动，对导管内壁进行清洗；将供给池(102)中的清洗液完全排空。该清洗研磨液供给系统的方法可以很方便地实现对供给池以及相关导管内进行清洗，使氧化物粉粒聚合形成的颗粒被及时地清洗出去，而避免其进入CMP机台导致晶圆刮伤。

Description

清洗研磨液供给系统的方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，特别涉及清洗研磨液供给系统的方法。

背景技术

化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）工艺就是在无尘室的大气环境中，利用机械力对晶圆表面作用，在表面薄膜层产生断裂腐蚀的动力，使晶圆表面趋于平坦化，以便进行后续的工艺步骤（如光刻）。而这部分必须籍由研磨液中的化学物质通过反应来增加其蚀刻的效率。CMP制程中最重要的两大组件便是研磨液（slurry）和研磨垫（platen）。研磨液通常是将一些很细的氧化物粉粒分散在水溶液中而制成。研磨垫大多是使用发泡式的多孔聚亚安酯制成。CMP制程的主要过程为：让研磨液填充在在CMP机台上的研磨垫的空隙中，并提供了高转速的条件，让晶圆在高速旋转下和研磨垫与研磨液中的粉粒作用，同时控制对晶圆下压的压力等其它参数。

现有技术中的研磨液供给系统如图1所示。该研磨液供给系统包括备用池101、供给池102和过滤装置103，而研磨液的供给对象则是CMP机台104，各个组件由黑色粗线代表的中空导管连接。其中，备用池101和供给池102都是用于盛放研磨液的容器。过滤装置103用于将流经其中的研磨液中的较大颗粒去除。该较大颗粒可能是杂质，也可能是研磨液中的氧化物粉粒聚合形成的，后者的比例可能占多数。通过压力的作用使从供给池102流出、但未被CMP机台104使用的研磨液再流回供给池102，避免研磨液的浪费。

备用池101包括一个入口A和一个出口B。入口A用于接收外部添加的成品研磨液、双氧水以及去离子水，成品研磨液、双氧水和去离子水在备用池101中充分混合后成为实际使用的研磨液，而出口B用于向供给池102输送研磨液。供给池102包括两个入口：入口C和入口D，以及一个出口E。供给池102的入口C和备用池101的出口B连接，出口E与过滤装置103的入口连接，过滤装置103的出口和备用池101的入口D连接同一个T形管的两端，而所述T形管的第三端连接CMP机台104。

图1中的箭头表示液体的流动方向。供给池102中的研磨液通过出口E流出，经过过滤装置103的过滤后，研磨液流向CMP机台104。流向CMP机台104的研磨液中的一部分被使用消耗掉，而未被使用的部分则再经由入口D流回供给池102。若供给池102中的研磨液的液面低于预定高度，则供给池102的入口C接收来自备用池101的研磨液。而当备用池101中的研磨液的液面高度低于预定高度时，则通过入口A接收外部添加的研磨液。

当CMP机台104处于空闲状态时，研磨液在导管中流动的速度较慢，在这种情况下研磨液中的氧化物粉粒有可能在导管中（尤其是导管壁上）发生聚合而形成研磨液凝结颗粒。特别是当该聚合而成的较大颗粒出现在过滤装置103到CMP机台104之间的这段导管中，则CMP机台104再次开动时，所述较大颗粒混在研磨液中流向CMP机台104。这种情况下，晶圆表面在CMP的过程中会被所述的研磨液凝结颗粒划伤，导致良率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种清洗研磨液供给系统的方法，可以避免氧化物粉粒聚合形成的较大颗粒进入CMP机台。

本发明实施例提出一种清洗研磨液供给系统的方法，所述研磨液供给系统包括备用池(101)、供给池(102)和过滤装置(103)，当CMP机台处于空闲状态时如下步骤：

A、供给池(102)的入口C关闭，将供给池(102)中的剩余研磨液都输送到备用池(101)；

B、向供给池(102)中注入预定量的清洗液；

C、所述清洗液在供给池(102)、过滤装置(103)以及两者之间的导管内循环流动，对导管内壁进行清洗;

D、将供给池102中的清洗液完全排空；

E、循环多次执行步骤B至步骤D，确保导管内壁的聚合物得到彻底的清洗。

首次执行步骤B时，所述清洗液为氢氧化钾溶液，最后一次执行步骤B时所述清洗液为离子水。从以上技术方案可以看出，通过该方法可以很方便地对该研磨液供给系统的供给池以及相关导管内进行清洗，使氧化物粉粒聚合形成的颗粒被及时地清洗出去，而避免其进入CMP机台导致晶圆刮伤。

附图说明

图1为现有技术中的研磨液供给系统的框图；

图2为本发明实施例的研磨液供给系统的框图；

图3为本发明实施例的研磨液供给系统在CMP机台处于空闲状态时执行的流程。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。

本发明实施例提出的研磨液供给系统如图2所示，与图1所示的现有技术中的研磨液供给系统相比，主要是增加了注入装置201、回流装置202和排出装置203。相应地，供给池102增加了一个入口F和两个出口G、H，所述入口F用于连接所述注入装置201，出口G用于连接所述回流装置202，出口H用于连接所述排出装置203。而备用池101增加了一个入口I，用于连接所述回流装置202。以上所述连接均为用中空导管连接。所述注入装置201与入口F连接，用于向供给池102中注入清洗液；所述回流装置202分别与出口G与入口I连接，用于将供给池102中的研磨液输送到备用池201中；

所述排出装置203与出口H连接，用于将供给池102中的液体排空。

当CMP机台104处于工作状态时，注入装置201、回流装置202和排出装置203均处于关闭状态。则该研磨液供给系统如现有技术那样的工作：供给池102中的研磨液通过出口E流出，经过过滤装置103的过滤后，研磨液流向CMP机台104。流向CMP机台104的研磨液中的一部分被使用消耗掉，而未被使用的部分则经由入口D流回供给池102。若供给池102中的研磨液的液面低于预定高度，则供给池102的入口C接收来自备用池101的研磨液。

所述回流装置202可以是泵，也可以仅是一段中空导管，研磨液通过重力作用实现从供给池102向备用池101的回流。

当CMP机台处于空闲状态时，执行如图3所示流程：

步骤301：供给池102的入口C关闭，回流装置202开启。

步骤302：将供给池102中的剩余研磨液都通过回流装置202输送到备用池101后，回流装置202关闭。

步骤303：注入装置201开启，向供给池102中注入一定量清洗液后关闭。

步骤304：使所述清洗液在供给池102、过滤装置103以及两者之间的导管内循环流动，对导管内壁进行清洗。

步骤305：排出装置203开启，将供给池102中的清洗液完全排空，然后排出装置203关闭。

以上步骤303至步骤305可以循环执行多次，确保导管内壁的聚合物得到彻底清洗。

所述清洗液可以是去离子水或氢氧化钾溶液。如果是氢氧化钾溶液，则在氢氧化钾溶液对导管内壁清洗后，接着再用去离子水作为清洗液执行步骤303至305至少一个循环。

在本发明的另一实施例中，所述研磨液供给系统还可以进一步包括一计时触发装置，该装置中包括：

第一计时器，用于计时，当计时长度达到第一预定值时，输出第一计时信号；然后计时清零并重启。

第二计时器，用于计时，当计时长度达到第二预定值时，输出第二计时信号，然后计时清零并重启。第二预定值要大于第一预定值，例如第一预定值为两天，而第二预定值为一个月。

控制模块，用于当收到来自所述第一计时器的第一计时信号后，将CMP机台104置于空闲状态，并控制所述研磨液供给系统的各个装置执行图3所示流程，所述清洗液为去离子水；当收到来自所述第二计时器的第二计时信号后，将CMP机台104置于空闲状态，并控制所述研磨液供给系统的各个装置执行图3所示流程，其中包含步骤303至步骤305的多次循环，其中第一次循环的清洗液为氢氧化钾溶液，最后一次循环的清洗液为去离子水。

具体地说，控制模块当收到来自所述第一计时器的第一计时信号后，将CMP机台(104)置于空闲状态，并进行如下控制操作：

A1、关闭供给池(102)的入口C，开启回流装置(202)；

B1、将供给池(102)中的剩余研磨液都通过回流装置(202)输送到备用池(101)后，关闭回流装置(202)；

C1、开启注入装置(201)，向供给池(102)中注入预定量的去离子水后关闭注入装置(201)；

D1、在注入装置(201)关闭之后，等待预定时长后开启排出装置(203)，将供给池(102)中的去离子水完全排空后关闭排出装置(203)。

所述控制模块当收到第二计时信号后，将CMP机台(104)置于空闲状态，并进行如下控制操作：

A2、关闭供给池(102)的入口C，开启回流装置(202)；

B2、将供给池(102)中的剩余研磨液都通过回流装置(202)输送到备用池(101)后，关闭回流装置(202)；

C2、开启注入装置(201)，向供给池(102)中注入预定量的氢氧化钾溶液后关闭注入装置(201)；

D2、在注入装置(201)关闭之后，等待预定时长后开启排出装置(203)，将供给池(102)中的氢氧化钾溶液完全排空后关闭排出装置(203)；

E2、开启注入装置(201)，向供给池(102)中注入预定量的去离子水后关闭注入装置(201)；等待预定时长后开启排出装置(203)，将供给池(102)中的去离子水完全排空后关闭排出装置(203)；

F2、判断步骤E2的执行次数是否达到预定数目n，否则再次执行步骤E2，n为大于或等于1的整数。

本发明实施例提出的清洗研磨液供给系统的方法，可以很方便地实现对供给池以及相关导管内进行清洗，使研磨液聚合形成的颗粒被及时地清洗出去，而避免其进入CMP机台导致晶圆表面的刮伤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种清洗研磨液供给系统的方法，所述研磨液供给系统包括备用池(101)、供给池(102)和过滤装置(103)，当CMP机台处于空闲状态时执行如下步骤： 

A、供给池(102)的入口C关闭，将供给池(102)中的剩余研磨液都输送到备用池(101)； 

B、向供给池(102)中注入预定量的清洗液； 

C、所述清洗液在供给池(102)、过滤装置(103)以及两者之间的导管内循环流动，对导管内壁进行清洗; 

D、将供给池(102)中的清洗液完全排空； 

E、循环多次执行步骤B至步骤D，确保导管内壁的聚合物得到彻底的清洗。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首次执行步骤B时，所述清洗液为氢氧化钾溶液，最后一次执行步骤B时所述清洗液为离子水。