CN107520759A - 一种抛光液供应系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抛光液供应系统及方法包括：至少一纯水供应装置及原液供应装置，所述纯水供应装置及所述原液供应装置连接于至少一第一储液装置及至少一第二储液装置，所述第一储液装置及所述第二储液装置连接于至少一抛光机。本发明提供一种抛光液供应系统及方法，用于解决现有技术中抛光液供应系统空间占用大，制作成本较高，使用不方便等问题。

Description

一种抛光液供应系统及方法

技术领域

本发明涉及一种抛光液供应系统及方法，特别是涉及一种半导体硅片抛光液供应系统及方法。

背景技术

传统的半导体硅片抛光液供应系统为中央供应(Central Supply)。如图1所示，传统的半导体硅片抛光液供应系统包括：至少一中央纯水供应装置1，所述纯水供应装置1及抛光液原液桶3连接于至少一第一中央储液罐21及至少一第二中央储液罐22，所述第一中央储液罐21及所述第二中央储液罐22连接于至少一本地储液罐4，所述本地储液罐4连接于至少一抛光机5。

具体的，传统的半导体硅片抛光液供应系统在中央供应系统设置两个中央储液罐(一般为一用一备)，抛光液原液由原液桶打到中央储液罐，去离子水由纯水供应系统打到中央储液罐，抛光液原液与去离子水在中央储液罐按照固定比例混合，然后经过一系列参数检验(如PH值，比重)后，混合的抛光液经由泵供应给每台抛光机旁边的本地储液罐，再由本地储液罐供应给抛光机进行抛光作业。

但这种传统的抛光液供应系统的存在以下问题：

1)需要同时设置中央供应系统与本地储液罐，比较占用空间；

2)抛光液一般为强碱性溶液，供应过程中的泵与管路均需使用耐腐蚀材料，且抛光液原液与纯水低比例混合后供应量很大使得中央供应系统中泵与管路成本较高。

3)中央系统供应抛光液混合比例固定，使得各抛光机的抛光液混合比例不能够有差异，做试验进行优化时不方便。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抛光液供应系统，用于解决现有技术中抛光液供应系统空间占用大，制作成本较高，使用不方便等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种抛光液供应系统，所述抛光液供应系统包括：至少一纯水供应装置及至少一原液供应装置，所述纯水供应装置及所述原液供应装置连接于至少一第一储液装置及至少一第二储液装置，所述第一储液装置及所述第二储液装置连接于至少一抛光机。

优选地，所述纯水供应装置及原液供应装置连接于至少一储液装置组，所述每个储液装置组包括一第一储液装置及一第二储液装置，所述每个储液装置组连接于一抛光机。

优选地，所述第一储液装置及第二储液装置设置有液位依次降低的第一液位，第二液位，第三液位，第四液位及第五液位，各个液位设置有液位传感器。

优选地，充液过程中，所述第五液位的液位传感器被触发，纯水供应装置补充去离子水；所述第四液位的液位传感器被触发，纯水供应装置补充去离子水；所述第三液位的液位传感器被触发，纯水供应装置停止补充去离子水，储液装置开始补充抛光液；所述第二液位的液位传感器被触发，储液装置停止补充抛光液；所述第一液位的液位传感器被触发，储液装置停止补充抛光液，充液系统关闭并报警提示。

优选地，供液过程中，所述第一液位的液位传感器被触发，储液装置停止供液，供液系统关闭并报警提示；所述第二液位的液位传感器不会被触发；所述第三液位的液位传感器不会被触发；所述第四液位的液位传感器被触发，所述液位传感器被触发的储液装置停止供液，同时另一个储液装置开始供液；所述第五液位的液位传感器被触发，储液装置停止供液，供液系统关闭并报警提示。

优选地，所述储液装置中的抛光液为硅片边缘，硅片正面及背面表面抛光所用的抛光液。

优选地，还包括设置于所述储液装置中的温度控制装置及搅拌装置中的一种或多种组合。

优选地，还包括连接于所述储液装置的循环装置及过滤装置中的一种或多种组合。

本发明还提供一种抛光液供应方法，所述抛光液供应方法包括：步骤S1：收到供液信号，第一储液装置开始供液；步骤S2：判断第一储液装置是否供液完成，若是，执行步骤S3；若否，继续执行步骤S2；步骤S3：第一储液装置停止供液，第二储液装置开始供液，第一储液装置开始充液；步骤S4：判断第二储液装置是否供液完成，若是，执行步骤S5；若否，继续执行步骤S4；步骤S5：第二储液装置停止供液，第一储液装置开始供液，第二储液装置开始充液。

优选地，所述充液包括以下步骤：步骤S01：补充去离子水到储液装置中液位，停止补充去离子水并记录去离子水的补充量；步骤S02：按照预设定的抛光液与去离子水的比例，根据去离子水的补充量确定补充抛光液的补充量并补充抛光液；步骤S03：在线检测储液装置中的抛光液规格是否达到预设定的抛光液规格，若是，继续执行步骤S03，若否，执行步骤S04；步骤S04：报警提示。

优选地，所述去离子水的补充量使用纯水流量计记录，所述抛光液的补充量使用积算流量计记录。

优选地，所述抛光液规格的设定参数包括温度，PH值及微粒含量中的一种或多种组合。

如上所述，本发明的一种抛光液供应系统及方法，具有以下有益效果：

1)不需要设置中央供应系统，有利于减少抛光液供应系统的占用空间，而且降低了抛光液供应系统中泵与管路的成本。

2)不同抛光机的抛光液混合比例能够有差异，在做试验进行优化时更加方便，有利于提高抛光质量。

3)实现第一储液罐和第二储液罐的自动循环充液和供液，有利于提高生产效率。

附图说明

图1显示为本发明(现有技术中)的一种抛光液供应系统示意图。

图2显示为本发明的一种抛光液供应系统示意图。

图3显示为本发明的储液装置的液位示意图。

图4显示为本发明的一种抛光液供应方法示意图。

元件标号说明

1 中央纯水供应装置 122 第二储液装置

21 中央第一储液罐 13 抛光机(本发明)

22 中央第二储液罐 14 原液供应装置

3 原液桶 101 第五液位

4 本地储液罐 102 第四液位

5 抛光机(现有技术) 103 第三液位

11 纯水供应装置 104 第二液位

121 第一储液装置 105 第一液位

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种半导体硅片抛光液供应系统，所述抛光液供应系统包括：至少一纯水供应装置11及至少一原液供应装置14，所述纯水供应装置11及原液供应装置14连接于至少一第一储液装置121及至少一第二储液装置122，所述第一储液装置121及所述第二储液装置122连接于至少一抛光机13。

优选的，所述纯水供应装置11及原液供应装置14连接于至少一储液装置组，所述每个储液装置组包括一第一储液装置121及一第二储液装置122，所述每个储液装置组连接于一抛光机13。

具体的，本实施例中，具有三个第一储液装置121，三个第二储液装置122及三个抛光机13。一个纯水供应装置11及一个原液供应装置14与三个第一储液装置121及三个第二储液装置122共同连接，所述单个第一储液装置121及所述单个第二储液装置122组成储液装置组共同连接于单个抛光机13。其中，所述抛光机13之间互不相连。所述原液供应装置14为抛光液原液供应装置14，可以包括第一抛光液原液供应装置14A及第二抛光液原液供应装置14B，便于循环提供抛光液原液。

具体的，如图3所示，所述储液装置设置有液位依次降低的第一液位105(高高液位)，第二液位104(高液位)，第三液位103(中液位)，第四液位102(低液位)及第五液位101(低低液位)五个液位。所述各个液位上设置有液位传感器。液位可以根据需要调整位置以及数量，在此不限。本实施例中，第五液位101(低低液位)设置于储液罐槽罐容量2％～5％之间。第四液位102(低液位)设置于槽罐容量5％～15％之间。第三液位103(中液位)设置于槽罐容量80％～90％之间。第二液位104(高液位)设置于槽罐容量90％～95％之间。第一液位105(高高液位)设置于槽罐容量95％～98％之间。此外，储液罐最上方边缘有溢流槽，抛光液实际液位过高时，抛光液通过溢流槽导出防止外溢。其他实施例中，所述储液装置上面还可以标有刻度，便于设定液位。

具体的，在充液过程中，所述第五液位101的液位传感器被触发，纯水供应装置11补充去离子水；所述第四液位102的液位传感器被触发，纯水供应装置11补充去离子水；所述第三液位103的液位传感器被触发，纯水供应装置11停止补充去离子水，所述第三液位103传感器被触发的储液装置开始补充抛光液；所述第二液位104的液位传感器被触发，停止充液；所述第一液位105的液位传感器被触发，储液装置停止补充抛光液，充液系统关闭并报警提示。

供液过程中，所述第一液位105的液位传感器被触发，储液装置供液系统关闭并报警提示；所述第二液位104的液位传感器不会被触发；所述第三液位103的液位传感器不会被触发；所述第四液位102的液位传感器被触发，第四液位102传感器被触发的储液装置停止供液，同时另一个储液装置开始供液；所述第五液位101的液位传感器被触发，储液装置停止供液，供液系统关闭并报警提示。其中，所述第一储液装置121为正在供液的储液装置，所述第二储液装置122为充液完成，正在等待供液的储液装置。

本实施例中还包括设置于所述储液装置的温度控制装置，搅拌装置中的一种或多种组合。

具体的，所述温度控制装置可以为加热装置或冷却装置，这样可以在对晶圆进行抛光时，获得一定温度的抛光液，提高抛光效果。所述搅拌装置可以由搅拌电机及搅拌叶片组成。

还包括设置于所述抛光液供应系统的循环装置及过滤装置中的一种或多种组合，将抛光液经过过滤装置或循环装置处理后向抛光机13供应抛光液，实现抛光液的循环使用。所述过滤装置可以与储液装置的输入口或输出口连接。

本实施例中，所述储液装置中补充的抛光液为硅片边缘，硅片正面及背面表面抛光所用的抛光液。

实施例二

如图4所示，本发明提供了一种有效的半导体硅片抛光液供应方法，包括：

步骤S1：收到供液信号，第一储液罐开始供液。

具体的，所述步骤S1之前第一储液装置121可以先进行充液步骤。第一储液装置121充液完成后，抛光液供应系统收到供液信号，第一储液罐开始向抛光机13供液。

步骤S2：判断第一储液罐是否供液完成，若是，执行步骤S3；若否，继续执行步骤S2。

具体的，判断第一储液罐内的液体是否至第一储液罐第四液位102(低液位)，若是，执行步骤S3；若否，继续执行步骤S2。

步骤S3：第一储液罐停止供液，第二储液罐开始供液，第一储液装置121开始充液。

具体的，第一储液罐供液完成，第一储液罐停止向抛光机13供液，同时第二储液罐开始给抛光机13供液，原液供应装置14开始给第一储液装置121充液。当然，在第二储液罐供液之前，也可以先判断第二储液罐是否已经充液完成，第二储液罐充液完成才继续给抛光机13供液，否则报警提示。

步骤S4：判断第二储液罐是否供液完成，若是，执行步骤S5；若否，继续执行步骤S4；

具体的，判断第二储液罐内的液体是否至第二储液罐第四液位102(低液位)，若是，执行步骤S5；若否，执行步骤S4。

步骤S5：第二储液罐停止供液，第一储液罐开始供液，第二储液罐开始充液。

具体的，第二储液罐停止向抛光机13供液，同时第一储液罐开始给抛光机13供液，原液供应装置14开始给第二储液装置122充液。当然，在第一储液罐供液之前，也可以先判断第一储液罐是否已经充液完成，第一储液罐充液完成才继续给抛光机13供液，否则报警提示。步骤S5结束，可以继续执行步骤S2。本实施例，利用液位感应器，自动实现第一储液罐和第二储液罐的循环充液和供液，有利于提高生产效率。

其中，所述充液包括以下步骤：

步骤S01：补充去离子水直到储液装置中液位，停止补充去离子水并记录去离子水的补充量。所述去离子水的补充量使用纯水流量计记录。所述纯水流量计连接于纯水供应系统与储液装置之间。

步骤S02：按照预设定的抛光液与去离子水的比例，根据去离子水的补充量确定补充抛光液的补充量并补充抛光液。

具体的，所述抛光液的补充量使用积算流量计记录。所述积算流量计连接于原液供应装置14与储液装置之间。所述积算流量计可以累积计算抛光液的补充量，也可以单独计算每次抛光液的补充量。

步骤S03：在线检测储液装置中的抛光液规格是否达到预设定的抛光液规格，若是，继续执行步骤S03，若否，执行步骤S04；

具体的，根据实际使用情况，预先设定一标准抛光液规格，在线检测储液装置中的抛光液规格是否达到预设定的标准抛光液规格，若是，继续执行步骤S03，保持抛光液规格在线检测直到供液结束；若否，执行步骤S04。抛光液规格可以有一定的误差范围。其中，所述抛光液规格的设定参数包括温度，PH值及微粒含量中的一种或多种。

步骤S04：报警提示。

具体的，如果抛光液规格在线检测中途出现不能达到预先设定的标准抛光液规格的情况，报警提示并可以停止供液，直到重现检测到抛光液规格达到预设的标准，才重新供液。

综上所述，本发明的半导体硅片抛光液供应系统不设置中央储液装置，在每台抛光机13附近直接设置至少储液装置组(第一储液装置121及第二储液装置122)，抛光液原液及去离子水均直接供应至所述储液装置组。其中，每个储液装置均设置有不同液位(第一液位105，第二液位104，第三液位103，第四液位102及第五液位101)的感应器，并在不同液位设置相应的逻辑(如补水，充液，供液，停止供液等)，实现两个储液装置的自动依次循环充液和供液。本发明不需要设置中央储液装置，有利于减少占用空间，而且降低了供应系统中泵与管路的成本。此外，各抛光机的抛光液混合比例能够有差异，在做实验进行优化时更方便。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种抛光液供应系统，其特征在于，所述抛光液供应系统包括：至少一纯水供应装置及至少一原液供应装置，

所述纯水供应装置及所述原液供应装置连接于至少一第一储液装置及至少一第二储液装置，所述第一储液装置及所述第二储液装置连接于至少一抛光机。

2.根据权利要求1所述的抛光液供应系统，其特征在于：所述纯水供应装置及原液供应装置连接于至少一储液装置组，所述每个储液装置组包括一第一储液装置及一第二储液装置，所述每个储液装置组连接于一抛光机。

3.根据权利要求1所述的抛光液供应系统，其特征在于：所述第一储液装置及第二储液装置设置有液位依次降低的第一液位，第二液位，第三液位，第四液位及第五液位，各个液位设置有液位传感器。

4.根据权利要求3所述的抛光液供应系统，其特征在于：充液过程中，

所述第五液位的液位传感器被触发，纯水供应装置补充去离子水；

所述第四液位的液位传感器被触发，纯水供应装置补充去离子水；

所述第三液位的液位传感器被触发，纯水供应装置停止补充去离子水，所述液位传感器被触发的储液装置开始补充抛光液；

所述第二液位的液位传感器被触发，储液装置停止补充抛光液；

所述第一液位的液位传感器被触发，储液装置停止补充抛光液，充液系统关闭并报警提示。

5.根据权利要求3所述的抛光液供应系统，其特征在于：供液过程中，

所述第一液位的液位传感器被触发，储液装置停止供液，供液系统关闭并报警提示；

所述第二液位的液位传感器不会被触发；

所述第三液位的液位传感器不会被触发；

所述第四液位的液位传感器被触发，所述液位传感器被触发的储液装置停止供液，同时另一个储液装置开始供液；

所述第五液位的传感器被触发，储液装置停止供液，供液系统关闭并报警提示。

6.根据权利要求1所述的抛光液供应系统，其特征在于：所述储液装置中补充的抛光液为硅片边缘，硅片正面及背面表面抛光所用的抛光液。

7.根据权利要求1所述的抛光液供应系统，其特征在于：还包括设置于所述储液装置中的温度控制装置及搅拌装置中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1所述的抛光液供应系统，其特征在于：还包括连接于所述储液装置的循环装置及过滤装置中的一种或多种组合。

9.一种抛光液供应方法，其特征在于，所述抛光液供应方法包括：

步骤S1：收到供液信号，第一储液装置开始供液；

步骤S2：判断第一储液装置是否供液完成，若是，执行步骤S3；若否，继续执行步骤S2；

步骤S3：第一储液装置停止供液，第二储液装置开始供液，第一储液装置开始充液；

步骤S4：判断第二储液装置是否供液完成，若是，执行步骤S5；若否，继续执行步骤S4；

步骤S5：第二储液装置停止供液，第一储液装置开始供液，第二储液装置开始充液。

10.根据权利要求9所述的抛光液供应方法，其特征在于：所述充液包括以下步骤：

步骤S01：补充去离子水到储液装置第三液位，停止补充去离子水并记录去离子水的补充量；

步骤S02：按照预设定的抛光液与去离子水的比例，根据去离子水的补充量确定补充抛光液的补充量并补充抛光液；

步骤S03：在线检测储液装置中的抛光液规格是否达到预设定的抛光液规格，若是，继续执行步骤S03，若否，执行步骤S04；

步骤S04：报警提示。

11.根据权利要求10所述的抛光液供应方法，其特征在于：所述去离子水的补充量使用纯水流量计记录，所述抛光液的补充量使用积算流量计记录。

12.根据权利要求10所述的抛光液供应方法，其特征在于：所述抛光液规格的设定参数包括温度，PH值及微粒含量中的一种或多种组合。