CN105313015B - 抛光液过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种抛光液过滤装置，包括储液桶、第一阀门、泵、过滤器、颗粒检测器及第三阀门。储液桶储存抛光液原液或回收的抛光液。第一阀门的进液端与储液桶连接。泵的进液端与第一阀门的出液端连接。过滤器的进液端与泵的出液端连接。颗粒检测器的进液端与过滤器的出液端连接。第三阀门的进液端与颗粒检测器的出液端连接，第三阀门的出液端与储液桶连接。本发明通过反复过滤抛光液，并采用颗粒检测器检测经由过滤器过滤后的抛光液中的颗粒含量，能够确保抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值。

Description

抛光液过滤装置

技术领域

本发明涉及电化学抛光技术领域，尤其涉及一种抛光液过滤装置。

背景技术

随着半导体制造技术的快速发展，工艺特征尺寸不断微缩以及集成度不断提高，一些传统的工艺面临着挑战。例如，用于硅片全局平坦化的化学机械抛光工艺，当半导体器件的特征尺寸缩小到一定程度时，化学机械抛光工艺由于其自身固有的特性已不再适用。人们除了不断改进现有工艺外，也在寻求新的工艺来取代现有工艺。

为了克服化学机械抛光工艺在处理超微细特征尺寸半导体器件时出现的缺陷，电化学抛光工艺进入了人们的视野，且引起越来越多人的关注和兴趣。电化学抛光工艺是一种无应力抛光工艺，电化学抛光时，只有抛光液与硅片表面接触，通过抛光液与硅片表面的物质化学反应，达到抛光的目的。因此，抛光液是电化学抛光工艺的重要组成部分，抛光液的好坏直接影响抛光质量。

目前，市场上供应的抛光液，半导体厂商买来后还需要根据工艺需求对抛光液进行处理，检测和调节抛光液的各项参数，使其满足要求。例如，需要检测抛光液中的颗粒含量，如果抛光液中的颗粒含量较高，则需要对抛光液进行过滤处理，否则颗粒含量过高的抛光液接触硅片后，会导致硅片被污染，降低制程良率。此外，在电化学抛光过程中，为了降低工艺成本，抛光液会重复使用，回收的抛光液在下次使用之前，同样需要将抛光液的各项参数调至工艺需求的范围，其中也包括对抛光液中的颗粒进行检测、过滤处理。除了抛光液中的颗粒含量外，抛光液的粘度也是抛光液的重要参数之一，如果抛光液的粘度不稳定，会造成硅片片间一致性较差。因此，也需要对抛光液的粘度进行检测和调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种抛光液过滤装置，该装置能够对抛光液中的颗粒进行检测和过滤，使抛光液满足工艺需求。

根据本发明的一个实施例，提出的抛光液过滤装置，包括储液桶、第一阀门、泵、过滤器、颗粒检测器及第三阀门。储液桶储存抛光液原液或回收的抛光液。第一阀门的进液端与储液桶连接。泵的进液端与第一阀门的出液端连接。过滤器的进液端与泵的出液端连接。颗粒检测器的进液端与过滤器的出液端连接。第三阀门的进液端与颗粒检测器的出液端连接，第三阀门的出液端与储液桶连接。

根据本发明的一个实施例，提出的抛光液过滤装置，包括储液桶、过滤桶、第一阀门、第二阀门、泵、颗粒检测器、第一过滤器、第二过滤器、第三阀门及第四阀门。储液桶储存抛光液原液或回收的抛光液。过滤桶为空桶。第一阀门的进液端与储液桶连接。第二阀门的进液端与过滤桶连接。泵的进液端分别与第一阀门的出液端和第二阀门的出液端连接。颗粒检测器的进液端与泵的出液端连接。第一过滤器的进液端与颗粒检测器的出液端连接。第二过滤器的进液端与颗粒检测器的出液端连接。第三阀门的进液端与第一过滤器的出液端连接，第三阀门的出液端与储液桶连接。第四阀门的进液端与第二过滤器的出液端连接，第四阀门的出液端与过滤桶连接。

综上所述，本发明抛光液过滤装置通过反复过滤抛光液，并采用颗粒检测器检测经由过滤器过滤后的抛光液中的颗粒含量，能够确保抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值。

附图说明

图1揭示了本发明第一实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

图2揭示了本发明第二实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

图3揭示了本发明第三实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

图4揭示了本发明第四实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

图5揭示了本发明第五实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

图6揭示了本发明第六实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。

参考图1所示，揭示了本发明第一实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。该抛光液过滤装置包括储液桶101，储液桶101储存抛光液原液或回收的抛光液。储液桶101与第一阀门102的进液端连接，第一阀门102的出液端与泵103的进液端连接，泵103的出液端与过滤器104的进液端连接，过滤器104的出液端与颗粒检测器105的进液端连接，颗粒检测器105的出液端与第三阀门106的进液端连接，第三阀门106的出液端与储液桶101连接。在图1所示的第一实施例中，第三阀门106的出液端通过一脱气装置107后连接到储液桶101。

当对储液桶101内的抛光液进行过滤时，打开第一阀门102、泵103及第三阀门106，储液桶101内的抛光液依次流过第一阀门102、泵103、过滤器104、颗粒检测器105及第三阀门106后，再流回储液桶101，完成一次过滤。当抛光液经由过滤器104过滤后，颗粒检测器105检测抛光液中的颗粒含量是否小于或等于预设值。如果颗粒检测器105检测到抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成对抛光液的过滤；如果颗粒检测器105检测到抛光液中的颗粒含量大于预设值，则继续使储液桶101内的抛光液依次流过第一阀门102、泵103、过滤器104、颗粒检测器105及第三阀门106后，再流回储液桶101。储液桶101内的抛光液循环流动数次。储液桶101内的抛光液每完成一次过滤，颗粒检测器105都要对抛光液中的颗粒含量进行检测，直到检测到抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成对抛光液的过滤。

抛光液经由泵103输出后，通常会有气泡产生，为了消除抛光液中的气泡，较佳地，在第三阀门106的出液端与储液桶101之间设置有脱气装置107。如果在一些应用中，泵103产生的气泡不多或者不会产生气泡，也可以不通过脱气装置107而直接连接第三阀门106和储液桶101。

在一个实施例中，储液桶101上还设置有液位传感器108和漏液传感器109。液位传感器108根据选用的类型不同，可以安装在储液桶101的内壁或外壁，液位传感器108检测储液桶101内抛光液的液位，避免储液桶101内抛光液的液位过高。漏液传感器109安装在储液桶101的外壁，检测储液桶101是否有抛光液泄漏。

参考图2所示，揭示了本发明第二实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。在该实施例中，在图1所示的第一实施例的基础上，储液桶101内设置有粘度计110，储液桶101的外壁包裹有加热装置111，储液桶101还与第五阀门112的出液端连接，第五阀门112的进液端与去离子水供应装置(图中未示出)连接。粘度计110检测储液桶101内抛光液的粘度并与设定粘度值比较，如果粘度计110检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则打开第五阀门112，以向储液桶101内供应去离子水，从而使储液桶101内的抛光液的粘度达到设定粘度值；如果粘度计110检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则通过加热装置111对储液桶101进行加热，从而使储液桶101内的抛光液的粘度达到设定粘度值。

参考图3所示，揭示了本发明第三实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。该抛光液过滤装置包括储液桶301和过滤桶302。储液桶301储存抛光液原液或回收的抛光液。过滤桶302为空桶。储液桶301与第一阀门303的进液端连接。过滤桶302与第二阀门304的进液端连接。第一阀门303的出液端和第二阀门304的出液端均与泵305的进液端连接。泵305的出液端与过滤器306的进液端连接，过滤器306的出液端与颗粒检测器307的进液端连接，颗粒检测器307的出液端分别与第三阀门308的进液端和第四阀门309的进液端连接。第三阀门308的出液端与储液桶301连接。第四阀门309的出液端与过滤桶302连接。在图3所示的第三实施例中，第三阀门308的出液端通过第一脱气装置310后连接到储液桶301，第四阀门309的出液端通过第二脱气装置311后连接到过滤桶302。

基于该实施例所揭示的抛光液过滤装置的结构，包括了如下三种过滤方式：

第一种过滤方式

首先打开第一阀门303、泵305及第四阀门309，储液桶301内的抛光液依次流过第一阀门303、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第四阀门309后，流进过滤桶302，储液桶301内的抛光液全部倒入过滤桶302后，完成第一次过滤。抛光液经由过滤器306过滤后，颗粒检测器307检测抛光液中的颗粒含量是否小于或等于预设值。如果颗粒检测器307检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤；如果颗粒检测器307检测到的抛光液中的颗粒含量大于预设值，则关闭第一阀门303和第四阀门309，打开第二阀门304和第三阀门308，过滤桶302内的抛光液依次流过第二阀门304、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第三阀门308后，流进储液桶301，过滤桶302内的抛光液全部倒入储液桶301后，完成第二次过滤。抛光液每进行一次过滤后，颗粒检测器307都会对抛光液中的颗粒含量进行检测。在本实施例中，抛光液从储液桶301全部倒入过滤桶302，再由过滤桶302全部倒入储液桶301，如此反复过滤数次，直到颗粒检测器307检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤。相比于第一实施例和第二实施例，本实施例通过将抛光液由储液桶301全部倒入过滤桶302，再由过滤桶302全部倒入储液桶301，经过过滤的抛光液与未经过过滤的抛光液分离，使得经过过滤的抛光液不会被未经过过滤的抛光液二次污染。以两个桶交换的方式反复过滤，进一步提高了抛光液过滤效率。

第二种过滤方式

首先打开第一阀门303、泵305及第四阀门309，储液桶301内的抛光液依次流过第一阀门303、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第四阀门309后，流进过滤桶302，储液桶301内的抛光液全部倒入过滤桶302后，完成第一次过滤。抛光液经由过滤器306过滤后，颗粒检测器307检测抛光液中的颗粒含量是否小于或等于预设值。如果颗粒检测器307检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤；如果颗粒检测器307检测到的抛光液中的颗粒含量大于预设值，则关闭第一阀门303和第三阀门308，打开第二阀门304和第四阀门309，过滤桶302内的抛光液依次流过第二阀门304、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第四阀门309后，再流回过滤桶302。过滤桶302内的抛光液循环流动数次。过滤桶302内的抛光液每完成一次过滤，颗粒检测器307都要对抛光液中的颗粒含量进行检测，直到检测到抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成对抛光液的过滤。此时，抛光液可以存放在过滤桶302内或者打开第二阀门304和第三阀门308，过滤桶302内的抛光液依次流过第二阀门304、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第三阀门308后，全部流进储液桶301。

第三种过滤方式

打开第一阀门303、泵305及第三阀门308，储液桶301内的抛光液依次流过第一阀门303、泵305、过滤器306、颗粒检测器307及第三阀门308后，再流回储液桶301。该第三种过滤方式与第一实施例所揭示的过滤方式相同，在此不再赘述。

抛光液经由泵305输出后，通常会有气泡产生，为了消除抛光液中的气泡，较佳地，在第三阀门308的出液端与储液桶301之间设置有第一脱气装置310，在第四阀门309的出液端与过滤桶302之间设置有第二脱气装置311。如果在一些应用中，泵305产生的气泡不多或者不会产生气泡，也可以不通过第一脱气装置310和第二脱气装置311而直接连接第三阀门308和储液桶301，以及第四阀门309和过滤桶302。

在一个实施例中，储液桶301上设置有第一液位传感器312和第一漏液传感器313。过滤桶302上设置有第二液位传感器314和第二漏液传感器315。

参考图4所示，揭示了本发明第四实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。在该实施例中，在第三实施例的基础上，储液桶301内设置有粘度计316，储液桶301的外壁包裹有加热装置317，储液桶301还与第五阀门318的出液端连接，第五阀门318的进液端与去离子水供应装置(图中未示出)连接。粘度计316检测储液桶301内抛光液的粘度并与设定粘度值比较，如果粘度计316检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则打开第五阀门318，以向储液桶301内供应去离子水，从而使储液桶301内的抛光液的粘度达到设定粘度值；如果粘度计316检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则通过加热装置317对储液桶301进行加热，从而使储液桶301内的抛光液的粘度达到设定粘度值。

参考图5所示，揭示了本发明第五实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。该抛光液过滤装置包括储液桶501和过滤桶502。储液桶501储存抛光液原液或回收的抛光液。过滤桶502为空桶。储液桶501与第一阀门503的进液端连接。过滤桶502与第二阀门504的进液端连接。第一阀门503的出液端和第二阀门504的出液端均与泵505的进液端连接。泵505的出液端与颗粒检测器507的进液端连接，颗粒检测器507的出液端分别与第一过滤器5061的进液端和第二过滤器5062的进液端连接。第一过滤器5061的出液端与第三阀门508的进液端连接，第三阀门508的出液端与储液桶501连接。第二过滤器5062的出液端与第四阀门509的进液端连接，第四阀门409的出液端与过滤桶502连接。第一过滤器5061和第二过滤器5062过滤不同尺寸的颗粒。现以第一过滤器5061过滤小尺寸颗粒，第二过滤器5062过滤大尺寸颗粒为例介绍两种不同的过滤方式。在图5所示的第五实施例中，第三阀门508的出液端通过第一脱气装置510后连接到储液桶501，第四阀门509的出液端通过第二脱气装置511后连接到过滤桶502。

第一种过滤方式

首先打开第一阀门503、泵505及第四阀门509，储液桶501内的抛光液依次流过第一阀门503、泵505、颗粒检测器507、第二过滤器5062及第四阀门509后，流进过滤桶502，储液桶501内的抛光液全部倒入过滤桶502后，完成一次大尺寸颗粒过滤。然后，关闭第一阀门503和第四阀门509，打开第二阀门504和第三阀门508，过滤桶502内的抛光液依次流过第二阀门504、泵505、颗粒检测器507、第一过滤器5061及第三阀门508后，流进储液桶501，过滤桶502内的抛光液全部倒入储液桶501后，完成一次小尺寸颗粒过滤。然后，关闭第二阀门504，打开第一阀门503，储液桶501内的抛光液循环流动一次，颗粒检测器507检测抛光液中的颗粒含量是否小于或等于预设值。如果颗粒检测器507检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤；如果颗粒检测器507检测到的抛光液中的颗粒含量大于预设值，则再使抛光液从储液桶501全部倒入过滤桶502，再由过滤桶502全部倒入储液桶501，如此反复过滤数次，直到颗粒检测器507检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤。第一种过滤方式中，经过过滤的抛光液与未经过过滤的抛光液分离，使得经过过滤的抛光液不会被未经过过滤的抛光液二次污染。以两个桶交换的方式反复过滤，进一步提高了抛光液过滤效率。

第二种过滤方式

首先打开第一阀门503、泵505及第四阀门509，储液桶501内的抛光液依次流过第一阀门503、泵505、颗粒检测器507、第二过滤器5062及第四阀门509后，流进过滤桶502，储液桶501内的抛光液全部倒入过滤桶502后，完成第一次大尺寸颗粒过滤。然后关闭第一阀门503，打开第二阀门504，过滤桶502内的抛光液循环流动，以将抛光液中的大颗粒过滤掉。然后，关闭第四阀门509，打开第三阀门508，过滤桶502内的抛光液依次流过第二阀门504、泵505、颗粒检测器507、第一过滤器5061及第三阀门508后，全部流进储液桶501。然后，关闭第二阀门504，打开第一阀门503，储液桶501内的抛光液循环流动，直到颗粒检测器507检测到的抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值，则完成抛光液的过滤。

抛光液经由泵505输出后，通常会有气泡产生，为了消除抛光液中的气泡，较佳地，在第三阀门508的出液端与储液桶501之间设置有第一脱气装置510，在第四阀门509的出液端与过滤桶502之间设置有第二脱气装置511。如果在一些应用中，泵505产生的气泡不多或者不会产生气泡，也可以不通过第一脱气装置510和第二脱气装置511而直接连接第三阀门508和储液桶501，以及第四阀门509和过滤桶502。

在一个实施例中，储液桶501上设置有第一液位传感器512和第一漏液传感器513。过滤桶502上设置有第二液位传感器514和第二漏液传感器515。

参考图6所示，揭示了本发明第六实施例的抛光液过滤装置的结构示意图。在该实施例中，在第五实施例的基础上，储液桶501内设置有粘度计516，储液桶501的外壁包裹有加热装置517，储液桶501还与第五阀门518的出液端连接，第五阀门518的进液端与去离子水供应装置(图中未示出)连接。粘度计516检测储液桶501内抛光液的粘度并与设定粘度值比较，如果粘度计516检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则打开第五阀门518，以向储液桶501内供应去离子水，从而使储液桶501内的抛光液的粘度达到设定粘度值；如果粘度计516检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则通过加热装置517对储液桶501进行加热，从而使储液桶501内的抛光液的粘度达到设定粘度值。

由上述可知，本发明通过反复过滤抛光液，并采用颗粒检测器检测经由过滤器过滤后的抛光液中的颗粒含量，能够确保抛光液中的颗粒含量小于或等于预设值。此外，本发明还通过粘度计检测抛光液的粘度，如果粘度计检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则向储液桶内供应去离子水，如果粘度计检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则通过加热装置对储液桶进行加热，从而使储液桶内的抛光液的粘度达到设定粘度值。

综上所述，本发明抛光液过滤装置通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (15)

1.一种抛光液过滤装置，其特征在于，包括：

储液桶，所述储液桶储存抛光液原液或回收的抛光液；

第一阀门，所述第一阀门的进液端与所述储液桶连接；

泵，所述泵的进液端与所述第一阀门的出液端连接；

过滤器，所述过滤器的进液端与所述泵的出液端连接，用于过滤所述抛光液原液或回收抛光液中的颗粒；

颗粒检测器，所述颗粒检测器的进液端与所述过滤器的出液端连接；及

第三阀门，所述第三阀门的进液端与所述颗粒检测器的出液端连接，所述第三阀门的出液端与所述储液桶连接；

其中，所述储液桶内设置有粘度计，储液桶的外壁包裹有加热装置，储液桶还与第五阀门的出液端连接，第五阀门的进液端与去离子水供应装置连接，其中，粘度计检测储液桶内抛光液的粘度并与设定粘度值比较，如果粘度计检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则打开第五阀门，向储液桶内供应去离子水，如果粘度计检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则加热装置对储液桶进行加热。

2.根据权利要求1所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述第三阀门的出液端与所述储液桶之间设置有脱气装置。

3.根据权利要求1所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述储液桶的内壁或外壁上设置有液位传感器，所述液位传感器检测储液桶内抛光液的液位。

4.根据权利要求1所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述储液桶的外壁上设置有漏液传感器，所述漏液传感器检测储液桶是否有抛光液泄漏。

5.根据权利要求1所述的抛光液过滤装置，其特征在于，还进一步包括过滤桶、第二阀门及第四阀门，所述过滤桶为空桶，所述第二阀门的进液端与过滤桶连接，所述第二阀门的出液端与所述泵的进液端连接，所述第四阀门的进液端与所述颗粒检测器的出液端连接，所述第四阀门的出液端与所述过滤桶连接。

6.根据权利要求5所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述第四阀门的出液端与所述过滤桶之间设置有脱气装置。

7.根据权利要求5所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述过滤桶的内壁或外壁上设置有液位传感器，所述液位传感器检测过滤桶内抛光液的液位。

8.根据权利要求5所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述过滤桶的外壁上设置有漏液传感器，所述漏液传感器检测过滤桶是否有抛光液泄漏。

9.一种抛光液过滤装置，其特征在于，包括：

储液桶，所述储液桶储存抛光液原液或回收的抛光液；

过滤桶，所述过滤桶为空桶；

第一阀门，所述第一阀门的进液端与所述储液桶连接；

第二阀门，所述第二阀门的进液端与所述过滤桶连接；

泵，所述泵的进液端分别与所述第一阀门的出液端和所述第二阀门的出液端连接；

颗粒检测器，所述颗粒检测器的进液端与所述泵的出液端连接；

第一过滤器，所述第一过滤器的进液端与所述颗粒检测器的出液端连接；

第二过滤器，所述第二过滤器的进液端与所述颗粒检测器的出液端连接；

第三阀门，所述第三阀门的进液端与所述第一过滤器的出液端连接，所述第三阀门的出液端与所述储液桶连接；及

第四阀门，所述第四阀门的进液端与所述第二过滤器的出液端连接，所述第四阀门的出液端与所述过滤桶连接。

10.根据权利要求9所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述第一过滤器和第二过滤器过滤不同尺寸的颗粒。

11.根据权利要求10所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述第一过滤器过滤的颗粒的尺寸小于第二过滤器过滤的颗粒的尺寸。

12.根据权利要求9所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述第三阀门的出液端与所述储液桶之间设置有第一脱气装置，所述第四阀门的出液端与所述过滤桶之间设置有第二脱气装置。

13.根据权利要求9所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述储液桶和过滤桶的内壁或外壁上均设置有液位传感器。

14.根据权利要求9所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述储液桶和过滤桶的外壁上均设置有漏液传感器。

15.根据权利要求9所述的抛光液过滤装置，其特征在于，所述储液桶内设置有粘度计，储液桶的外壁包裹有加热装置，储液桶还与第五阀门的出液端连接，第五阀门的进液端与去离子水供应装置连接，其中，粘度计检测储液桶内抛光液的粘度并与设定粘度值比较，如果粘度计检测到的抛光液的粘度高于设定粘度值，则打开第五阀门，向储液桶内供应去离子水，如果粘度计检测到的抛光液的粘度低于设定粘度值，则加热装置对储液桶进行加热。