CN108262691B - 晶片抛光系统 - Google Patents

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Abstract

公开了晶片抛光系统。晶片抛光系统可包括：抛光单元；安装在抛光单元上并分配浆料流入抛光单元内用来晶片抛光的浆料分配单元；连接到浆料分配单元并储存浆料的浆料储罐；连接到抛光单元和浆料储罐的浆料泵，以将浆料从浆料储罐传输到抛光单元；第一循环管线，其一侧连接到浆料储罐；第二循环管线，其一侧连接到第一循环管线的另一侧，而另一侧连接到浆料分配单元；以及连接到第二循环管线的清洁液体供应单元，用来供应流过第二循环管线的清洁液体。

Description

晶片抛光系统
相关申请的交互参照
本申请要求对2017年1月3日在韩国提交的韩国专利申请第10‐2017‐0000828号的优先权益；本文就像完全在这里阐述的那样，以参见方式引入其全部内容。
技术领域
本发明实施例涉及晶片抛光系统。
背景技术
近年来，半导体的高集成度已经提高了每单位面积上信息的处理和储存容量。这导致对大直径的半导体晶片、电路连线宽度的小型化以及多层布线的需求。为了在半导体晶片上形成多层布线，要求晶片有高度的平整性，为了达到如此高度的平整性，需要有晶片平整的处理工艺。
晶片平整处理工艺之一便是晶片抛光工艺过程。晶片抛光工艺过程是用抛光垫来抛光晶片上和下表面的步骤。使用抛光系统来实施晶片抛光工艺过程，该抛光系统具有抛光单元，抛光单元设置有上板、下板和对抛光单元提供抛光浆料的装置。
用来对抛光单元提供浆料的连接到抛光单元的管子可设置在抛光系统内。然而，浆料内所含的研磨颗粒会粘附到管子内壁上而堵塞管子。
此外，当如此粘附的浆料掉落下来并流入抛光单元内时，可造成待要抛光的物体和抛光单元的损坏。因此，需要有解决该问题的方案。
发明内容
在一个实施例中，晶片抛光系统可包括：抛光单元；安装在抛光单元上并分配浆料流入抛光单元内用来抛光晶片的浆料分配单元；连接到浆料分配单元并储存浆料的浆料储罐；连接到抛光单元和浆料储罐的浆料泵，以将浆料从浆料储罐传输到抛光单元；第一循环管线，其中，一侧连接到浆料储罐；第二循环管线，其中，一侧连接到第一循环管线的另一侧，而另一侧连接到浆料分配单元；以及连接到第二循环管线的清洁液体供应单元，用来供应流过第二循环管线的清洁液体。
在另一个实施例中，晶片抛光系统可包括：抛光单元；安装在抛光单元上并分配浆料流入抛光单元内用来抛光晶片的浆料分配单元；连接到浆料分配单元并储存浆料的浆料储罐；连接到抛光单元和浆料储罐的浆料泵，以将浆料从浆料储罐传输到抛光单元；第一循环管线，其中，一侧连接到浆料储罐；第二循环管线，其中，一侧连接到第一循环管线的另一侧，而另一侧连接到浆料分配单元；连接到第二循环管线的清洁液体供应单元，用来供应流过第二循环管线的清洁液体；设置在第二循环管线内的流动控制阀；设置在第二循环管线内的流量计；电气地连接到流动控制阀和流量计的控制器；电气地连接到控制器的报警器；以及连接到第二循环管线的排放管线，用来排放残存在第二循环管线内的清洁液体。
附图说明
参照附图，可详细地描述各种布置结构和实施例，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，附图中：
图1是显示一个实施例的抛光系统的视图。
图2是显示图1中晶片抛光工艺过程中用于晶片抛光的浆料循环的视图。
图3是显示图1中抛光系统清洁过程中清洁液体和用于晶片抛光的浆料流动的视图。
图4是解释一个实施例的抛光系统的控制和报警的视图。
具体实施方式
现将详细参照优选的实施例，实施例的实例显示在附图中。尽管本披露易于作出各种修改和替代形式，但本发明的具体实施例在附图中借助于实例来显示。然而，不应认为本发明局限于这里所阐述的实施例，相反，本发明要涵盖落入实施例的精神和范围之内的所有修改物、等价物和替代物。在附图中，为了描述的方便和简洁明了，元件的尺寸和形状可以放大。
可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等可在文中用来描述各种元件，但这些元件不应受这些术语限制。这些术语一般只用来区分一个元件与另一个元件。此外，考虑实施例的构造和操作而特别限定的术语只是用来描述实施例，而不限定实施例的范围。
人们将会理解到，当元件被涉指放在另一元件“上”或“下”时，该元件可以直接在另一元件上/下，也可存在一个或多个介于其间的元件。当元件被涉指放在另一元件“上”或“下”时，也可包括“在该元件下”以及“在该元件上”。
此外，相对的术语，诸如“上/上部/之上”和“下/下部/之下”，只是用来在一个物体或元件和另一个物体和元件之间加以区分，没有必要要求或包括如此物体或元件之间的物理或逻辑的关系或顺序。
下面，术语“管线”是指可让晶片抛光浆料或清洁液体流过的管道。此外，“自动阀”是指可远程使用控制装置可使阀打开或关闭的阀门，而“手动阀”是指允许操作者手工打开或关闭的阀门。
图1是显示一个实施例的抛光系统的视图。如图1所示，该实施例的抛光系统可包括抛光单元100、浆料分配单元200、浆料储罐300、浆料泵400、第一循环管线510、第二循环管线520、第三循环管线530，以及清洁液体供应单元600。
晶片可在抛光单元100中进行抛光。例如，可将上板和下板设置在抛光单元100内，待要抛光的晶片可设置两个板之间，通过转动上板和/或下板可使晶片抛光。
浆料分配单元200可安装在抛光单元100的顶上，并可用来将晶片抛光的浆料分配到抛光单元100。
晶片抛光的浆料可用来在抛光单元100中抛光晶片。如此的抛光浆料以其中研磨颗粒和液体混合的液态的形式提供，因此，可循环通过循环管线。
抛光浆料流入浆料分配单元200，并通过浆料分配单元200可均匀地引入到抛光单元100内。当从上方观看抛光单元100和浆料分配单元200时，浆料分配单元200可构造成这样：多个集管相对于抛光单元100的中心径向地形成。
通过具有如此结构的多个集管，抛光浆料便可均匀地引入到设置在抛光单元100内的上板和下板内。
在传统上，采用包括齿轮单元的滚轮泵，将抛光浆料引入到抛光单元100内。然而，当连续地使用滚轮泵时，尤其是，抛光浆料磨损齿轮单元，这可导致滚轮泵发生故障。
此外，齿轮单元磨损下来的颗粒会损坏设置在滚轮泵内的浆料传输管，或者磨损下来的颗粒可流入抛光单元100内，并在待要抛光的晶片表面上造成刮擦痕。
因此，在该实施例中，用不设置有齿轮单元的浆料分配单元200来取代传统的滚轮泵，就有可能有效地抑制滚轮泵内浆料传输管的损坏、晶片刮擦的发生等现象。
浆料储罐300连接到浆料分配单元200，并可储存浆料。由于大量的浆料可能储存在浆料储罐300内，所以，可提供搅拌器来抑制由于颗粒沉淀造成构成浆料的颗粒与液体分离的现象。
尽管未予示出，但可在浆料储罐300内设置用来补充浆料的补给管线，浆料可通过补给管线补充到浆料储罐300。
浆料泵400连接到抛光单元100和浆料储罐300，浆料泵400能够将浆料从浆料储罐300传输到抛光单元100。
由于抛光单元100、浆料储罐300和浆料泵400通过第一循环管线510至第三循环管线530彼此连接，所以，当浆料泵400泵送浆料时，浆料可通过第一循环管线510至第三循环管线530循环通过抛光单元100和浆料储罐300。
第一循环管线510可在一侧连接到浆料储罐300，而在另一侧连接到第二循环管线520，并可设置浆料泵400。
第二循环管线520可在一侧连接到第一循环管线510的另一侧，而在另一侧连接到浆料分配单元200。第二循环管线520可连接到供应清洁液体的供应管线540以清洁第二循环管线520的内部，并可连接到排放清洁液体的第三排放管线730。例如，清洁液体可以是去离子水。
第三循环管线530可在一侧连接到抛光单元100，而在另一侧连接到浆料储罐300，因此，第三循环管线530可连接抛光单元100和浆料储罐300。
清洁液体供应单元600连接到第二循环管线520，并可供应流过第二循环管线520的清洁液体。清洁液体可供应到第二循环管线520，用来清洁第二循环管线520的内部。
在第二循环管线520的清洁过程完成之后，残存在第二循环管线520内的清洁液体可通过第三排放管线730排放到外面。
排放装置700可设置在第三循环管线530内，以将从抛光单元100流出的浆料排放到外面。从抛光单元100流出的浆料例如可以包括晶片颗粒以及从晶片上抛光下来的其他异物。
当晶片抛光过程继续时，浆料中上述晶片颗粒和其他异物的含量增加，因此，必须更换如此的污染的浆料。因此，排放装置700可通过与其连接的第二排放管线720将该污染的浆料排放到外面。
这就是说，当浆料的污染程度超过参考值时，一部分或全部的浆料通过排放装置700排放到外面，可通过浆料储罐300补充不足的浆料。
第二排放管线720连接到排放装置700，第二排放管线720可起作将从排放装置700中流出的污染的浆料排放到外面的路径。尽管未予示出，但阀门可设置在第二排放管线720内，用来关闭或打开第二排放管线720。
此外，第一排放管线710可进一步纳入到本实施例中。该第一排放管线710可连接到第一循环管线510，并设置在浆料储罐300下面。如果必要的话，储存在浆料储罐300内的浆料可通过第一排放管线710排放到外面。尽管未予示出，但阀门可设置在第一排放管线710内，用来关闭或打开第一排放管线710。
此外，第三排放管线730可进一步纳入到本实施例中。如上所述，该第三排放管线730可起作排放功能，在第二循环管线520的清洁过程完成之后，用来排放残存在第二循环管线520内的清洁液体。
在本实施例中，可进一步纳入流动控制阀521和流量计523，它们设置在浆料分配单元200和第三排放管线730之间，并设置在第二循环管线520内。
当在进行晶片抛光步骤时，通过让浆料流过第二循环管线520，流量计523可测量供应到浆料分配单元200和抛光单元100的浆料的流量。
根据流量计523测得的浆料的流量，流动控制阀521可将浆料的流量控制在预定的范围之内。该流量控制可通过控制器810来实施，控制器810将在下文中详细描述。
在本实施例中，第三自动阀733可设置在第三排放管线730中。通过打开或关闭第三自动阀733就可打开或关闭第三排放管线730。
在本实施例中，可进一步纳入供应管线540。供应管线540可在一侧连接到第二循环管线520，而在另一侧连接到清洁液体供应单元600。止回阀543、第一手动阀541和第一自动阀542可设置在供应管线540内。
止回阀543可防止第二循环管线520中存在的浆料流回到清洁液体供应单元600。第一手动阀541和第一自动阀542可被打开或关闭，以打开或关闭供应管线540。
当浆料回流到清洁液体供应单元600时，则会有这样的可能性：构成清洁液体供应单元600的各种部件、装置等会严重地污染和损坏。因此，为了确保地防止这种情况，止回阀543、第一手动阀541和第一自动阀542可设置在供应管线540内。
在本实施例中，第二自动阀522可设置在第一循环管线510和供应管线540之间，并设置在第二循环管线520内。第二自动阀522可打开或关闭，以打开或关闭第二循环管线520。
当第二自动阀522关闭时，浆料不流过第二循环管线520，因此，浆料不供应到与第二循环管线520相连的浆料分配单元200和抛光单元100。
在本实施例中，第一旁路管线550可设置在浆料泵400和第二自动阀522之间。第一旁路管线550可在一侧连接到第一循环管线510，而在另一侧连接到浆料储罐300。第二手动阀552可设置在第一旁路管线550处。
当抛光单元100由于抛光系统异常运行、构成抛光系统的任何部分失效等原因而停止供应浆料时，第一旁路管线550可用于旁路掉从浆料泵400直接泵送到浆料储罐300的浆料。
在本实施例中，第二旁路管线560可设置在第一旁路管线550与第一循环管线510的分支点和第二自动阀522之间。第二旁路管线560可在一侧连接到第一循环管线510，而在另一侧连接到浆料储罐300。
在第二循环管线520清洁过程期间，有必要防止浆料流入第二循环管线520内和将浆料旁路到浆料储罐300。因此，通过使用第二旁路管线560可将浆料旁路到浆料储罐300。
另一方面，由于第二循环管线520的清洁过程不是紧急的，所以在旁路浆料时，可合适地使用第二旁路管线560而不使用第一旁路管线550。
第四自动阀564可设置在第二旁路管线560内。当第四自动阀564打开或关闭时，便可打开或关闭第二旁路管线560。
图2是显示图1中晶片抛光过程中的用于晶片抛光的浆料循环的视图。在晶片抛光过程中，浆料可沿实线箭头的方向流动。
从浆料储罐300流出的浆料在流过第一循环管线510的同时由浆料泵400泵送，此时，可关闭设置在第一排放管线710内的阀门。
从浆料泵400流出的浆料流过第一循环管线510并流入第二循环管线520，此时，可关闭第二手动阀522和第四自动阀564。
流入第二循环管线520的浆料可通过第二循环管线520流入到浆料分配单元200。此时，打开第二手动阀552，而关闭第一手动阀541、第一自动阀542和第三自动阀733，浆料可流过流量计523和控制阀521，浆料可沿着第二循环管线520流入浆料分配单元200内。
流入浆料分配单元200内的浆料被均匀地分配和引入到用于晶片抛光过程的抛光单元100中，从抛光单元100流出的浆料可通过第三循环管线530返回到浆料储罐300。
此时，浆料通过设置在第三循环管线530中的排放装置700，而设置在第二排放管线720内的阀可关闭，因为浆料继续循环通过所述循环管线。
图3是显示图1中抛光系统清洁过程中清洁液体和抛光晶片的浆料的流动的视图。在图3中，虚线箭头表示清洁液体的流动，而实线箭头表示浆料的流动。
第二循环管线520的内部直接连接到浆料分配单元200和抛光单元100，对这些单元供应浆料需要定期地或不定期地进行清洁。
如果第二循环管线520内部不清洁，则浆料会粘附到第二循环管线520的内表面上，其结果，第二循环管线520可被堵塞，或流量可能减小。
在粘附的浆料生长到一定尺寸之后，当来自第二循环管线520内表面的碎片流入抛光单元100内时，可对晶片造成刮擦或其他的损坏，这会导致质量差的晶片加工。
因此，可用清洁液体来清洁第二循环管线520以解决上述问题。第二循环管线520的清洁工作可进行到如下的步骤。
首先，关闭第二自动阀522而打开第四自动阀564，以将浆料旁路到浆料储罐300。在该状态中，浆料不供应到第二自动阀522之后的第二循环管线520。
此外，第一自动阀542和第一手动阀541打开，将清洁液体供应到第二循环管线520。此时，关闭第三自动阀733以防止清洁液体流入第三排放管线730。在该状态中，第二循环管线520内部的清洁持续了预定的时间。
此时，清洁液体可通过第二循环管线520流入浆料分配单元200和抛光单元100内。从抛光单元100流出的清洁液体可通过排放装置700和第二排放管线720排出到外面。当然，要打开设置在第二排放管线720内的阀门。
在使用清洁液体来清洁第二循环管线520的过程完成之后，有必要排放掉残存在第二循环管线520内的清洁液体。
如果再次通过第二循环管线520来循环浆料，同时清洁液体残存在第二循环管线520内，以此进行晶片的抛光过程，则浆料可被清洁液体稀释而降低抛光能力，这可能增加晶片抛光过程的时间。
为了解决如此的问题，排放残存在第二循环管线520内的清洁液体的过程可按如下过程进行。
第一手动阀541和第一自动阀542关闭，以堵塞清洁液体流入第二循环管线520的流动。此外，打开第三自动阀733，以通过第三排放管线730将残存在第二循环管线520内的清洁液体排放到外面。
在该状态中，可通过第三排放管线730将某些残存在第二循环管线520内的清洁液体排放到外面。
可通过第二循环管线520、浆料分配单元200、抛光单元100、一部分的第三循环管线530、排放装置700和第二排放管线720，将剩余的清洁液体排放到外面。
残存在第二循环管线520内的清洁液体可以非常有效地通过两个方向的通道排放到外面，两个方向通道即为第二排放管线720和第三排放管线730。
在排放残存在第二循环管线520内的清洁液体完成之后，再次打开第二自动阀522，关闭第四自动阀564，并关闭设置在第二排放管线720内的阀门。浆料可再次循环在抛光单元100和储罐300之间，可再次执行抛光过程。
在本实施例中，用通过供应管线540供应的清洁液体来清洁第二循环管线520，以有效地去除粘附到第二循环管线520内部的浆料，可有效地抑制第二循环管线520堵塞、晶片抛光质量差等现象。
此外，在本实施例中，在第二循环管线520清洁过程完成之后，可通过第三排放管线730将残存在第二循环管线520内的清洁液体有效地排放到外面。当再次将浆料引入到抛光单元100内时，有可能有效地抑制浆料被残存在第二循环管线520内的清洁液体稀释的现象。
图4是解释一个实施例的抛光系统的控制和报警的视图。抛光系统的控制和报警可围绕第二循环管线520进行，并可施加到抛光过程和清洁过程，在抛光过程中，浆料在第二循环管线520内流动，而在清洁过程中，清洁液体在第二循环管线520内流动。
然而，在下面，例如将只描述抛光过程的情形。本技术领域内的技术人员从以下的描述中将会明白到，抛光过程的控制和报警可适用于清洁过程。
实施例可进一步包括控制器810和报警器820，控制器810电气地连接到流动控制阀521和流量计523，而报警器820电气地连接到控制器810。
控制器810可从流量计523中接收有关浆料流量的信息。控制器810可控制流量，以使浆料的流量不偏离预定的范围。
当控制器810将操作信号送到流动控制阀521时，接收到操作信号的流动控制阀521便控制阀门打开率等，以便控制浆料的流量。
可设置包括流动通过第二循环管线520的浆料流量的上限和下限的流量范围，该流量范围可输入到控制器810。当浆料流动时以及当清洁液体流动时，流量范围可不同地设置。
当流动控制阀521不能控制浆料流量且流过第二循环管线520的浆料流量超出设置范围之外时，即可运行报警器820。
这就是说，当流过第二循环管线520的浆料流量超出预定范围之外时，控制器810将操作信号送到报警器820，报警器820便可运行。
报警器820的操作可以不同的方式执行，诸如是报警声、报警灯光、在连接到报警器820上的显示装置上的报警指示等。
在本实施例中，流动控制阀521可用来将浆料的流量或清洁液体流量调整到预定的范围之内，这样，抛光系统可稳定地运行。
此外，当流动控制阀521不能控制流量时，如果浆料的流量或清洁液体的流量偏离预定的范围，则报警单元820便运行起来，操作者可采取快速和有效的措施。
尽管以上参照实施例已经描述了只是少数的实例，但是各种其他形式的实施方式都是可能的。上述实施例的技术内容可以不同于互相不兼容的技术的各种形式进行组合，并可通过该组合在新的实施例中实施。

Claims (11)

1.一种晶片抛光系统包括：
抛光单元；
浆料分配单元，所述浆料分配单元安装在所述抛光单元上并分配浆料流入所述抛光单元内用于晶片抛光；
浆料储罐，所述浆料储罐连接到所述浆料分配单元并储存浆料；
浆料泵，所述浆料泵连接到所述抛光单元和所述浆料储罐，以将浆料从所述浆料储罐传输到所述抛光单元；
第一循环管线，所述第一循环管线的一侧连接到所述浆料储罐；
第二循环管线，所述第二循环管线的一侧连接到所述第一循环管线的另一侧，而所述第二循环管线的另一侧连接到所述浆料分配单元；
连接到所述第二循环管线的清洁液体供应单元，用来供应流过所述第二循环管线的清洁液体；
第三循环管线，所述第三循环管线连接所述抛光单元和所述浆料储罐；
设置在所述第三循环管线内的排放装置；
供应管线；
连接到排放装置的第一排放管线；以及
连接到第一循环管线以排放残存在第二循环管线内的清洁液体的第二排放管线，
其中，在抛光过程期间，关闭第二排放管线并且排放装置使用第三循环管线以提供从抛光单元进入浆料储罐的浆料，并且
其中，在清洁过程期间，打开第二排放管线并且排放装置将从抛光单元流出的清洁液体排出到打开的第二排放管线，
其中，在排放残存在第二循环管线内的清洁液体的过程中，第一手动阀和第一自动阀被关闭以堵塞清洁液体流入第二循环管线，并且第三自动阀被打开以将残存在第二循环管线内的清洁液体通过第三排放管线排放到外界，
其中，浆料通过补给管线补充到浆料储罐，
其中，所述供应管线包括止回阀，
其中，进一步包括：
流动控制阀和流量计；
控制器，所述控制器电气地连接到所述流动控制阀和所述流量计；以及
报警器，所述报警器电气地连接到所述控制器，
其中，当流过第二循环管线的浆料流量超出预定的范围时，所述控制器将操作信号传输到所述报警器，并且
其中，当所述浆料流动时以及当所述清洁液体流动时，流量范围被不同地设置。
2.如权利要求1所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括连接到所述第二循环管线的第三排放管线。
3.如权利要求2所述的晶片抛光系统，其特征在于，所述第三排放管线排放残存在第二循环管线内的清洁液体。
4.如权利要求2所述的晶片抛光系统，其特征在于，所述流动控制阀和流量计设置在所述浆料分配单元和所述第三排放管线之间，并设置在所述第二循环管线内。
5.如权利要求2所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括设置在所述第三排放管线内的第三自动阀。
6.如权利要求1所述的晶片抛光系统，其特征在于，所述供应管线的一侧连接到所述第二循环管线，而另一侧连接到所述清洁液体供应单元，且所述供应管线中设置了止回阀、第一手动阀和第一自动阀。
7.如权利要求6所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括第二自动阀，所述第二自动阀设置在所述第一循环管线和所述供应管线之间，并设置在所述第二循环管线内。
8.如权利要求7所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括设置在所述浆料泵和所述第二自动阀之间的第一旁路管线，所述第一旁路管线的一侧连接到所述第一循环管线，而另一侧连接到所述浆料储罐。
9.如权利要求8所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括设置在所述第一旁路管线内的第二手动阀。
10.如权利要求8所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括第二旁路管线，所述第二旁路管线设置在所述第一旁路管线从所述第一循环管线分支出来的分支点与所述第二自动阀之间，所述第二旁路管线的一侧连接到所述第一循环管线，而另一侧连接到所述浆料储罐。
11.如权利要求10所述的晶片抛光系统，其特征在于，进一步包括设置在第二旁路管线内的第四自动阀。
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