CN203738567U - 一种化学机械抛光研磨液过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种化学机械抛光研磨液过滤装置，应用于包括研磨液输入管路和研磨液输出管路的化学机械抛光研磨液供应系统中，包括：用于过滤从所述研磨液输入管路中输入的研磨液的研磨液过滤器；研磨液过滤器内部结构为网状结构；分别通过连接件固定在所述研磨液过滤器两端的第一T型输送管路和第二T型输送管路；用于输入去离子水的去离子水输入管路，通过连接件将其固定在所述第一T型输送管路的一接口；用于输出经过研磨液过滤器的去离子水的去离子水输出管路，通过连接件将其固定在所述第二T型输送管路的一接口。本实用新型可以减少研磨液结晶的源头，有效防止研磨液的结晶通过输送管路进入抛光界面，避免刮伤晶圆，提高晶圆的性能。

Description

一种化学机械抛光研磨液过滤装置

技术领域

本实用新型属于半导体工艺技术领域，涉及一种过滤装置，特别是涉及一种化学机械抛光研磨液过滤装置。

背景技术

在半导体工艺流程中，化学机械抛光（chemical mechanical polishing,CMP）是一道非常重要的工序，CMP有时候又称为化学机械平坦化（chemical mechanical planarization,CMP）。所述化学机械抛光（CMP）是指采用化学和机械综合作用从半导体硅片上去除多余材料，并使它获得平滑表面的工艺程序。

CMP制程是目前集成电路制程中最受关注的新技术，利用CMP制程可大大降低晶圆片表面的凹凸、扭曲程度，以达到高精度平坦化的效果。换言之就是说，这种抛光方法通常是将芯片压放在一高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光剂和研磨颗粒的抛光原料的作用下通过抛光垫与晶圆的相互摩擦达到平滑的目的。所以由此可见，研磨液是化学机械抛光中一个非常关键的消耗品。通常，研磨液主要是以水溶液为基础的复杂悬浮物，包括硅酸盐、氧化铝、氧化铈的研磨粉状颗粒、以及化学添加剂。但是当供应研磨液的原液用于给晶圆抛光时，研磨液需要经过原液桶装卸模块、研磨液供应模块，所以研磨液经过的管路较长，管路中的阀门较多，这样管路死角也就相应增加，在这些管路死角中很容易造成研磨液的聚集和结晶，除了管路内壁，这些聚集和结晶还会粘附在供应箱的内壁上，难以清洗掉，如果不及时将这些结晶处理掉，部分结晶可能会混入研磨液中，进入研磨平台，在排出用于抛光工艺时，对晶圆表面形成刮伤，引起缺陷，进而影响整个晶圆的性能。

因此，本领域技术人员急需一种解决上述技术问题的装置

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种化学机械抛光研磨液过滤装置，用于解决现有技术中由于研磨液在排出用于抛光过程中经过的管路较长，管路中阀门较多，管路死角中容易产生研磨液结晶，这些研磨液结晶会混入研磨液中，进入研磨平台，刮伤晶圆表面，造成晶圆缺陷的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种化学机械抛光研磨液过滤装置，应用于包括研磨液输入管路和研磨液输出管路的化学机械抛光研磨液供应系统中，所述研磨液过滤装置包括：用于过滤从所述研磨液输入管路中输入的研磨液的研磨液过滤器；所述研磨液过滤器内部结构为网状结构，其网孔分为多层；连接件；分别通过所述连接件固定在所述研磨液过滤器两端的第一T型输送管路和第二T型输送管路；用于输入去离子水的去离子水输入管路，通过所述连接件将其固定在所述第一T型输送管路的一接口；用于输出经过所述研磨液过滤器的去离子水的去离子水输出管路，通过所述连接件将其固定在所述第二T型输送管路的一接口。

优选地，所述研磨液过滤装置安装在所述研磨液供应系统的供应臂中。

优选地，通过所述连接件将所述研磨液输入管路固定在所述第二T型输送管路的另一接口处。

优选地，通过所述连接件将所述研磨液输出管路固定在所述第一T型输送管路的另一接口处。

优选地，所述研磨液过滤装置还包括分别用于控制去离子水输入和输出的气阀，所述气阀分别固定在所述去离子水输入管路和去离子水输出管路上。

优选地，所述研磨液过滤器分为6层，第一层网孔直径大于10μm。

优选地，所述研磨液过滤器最后一层网孔直径根据研磨液的种类决定选择网孔直径大于0.3μm，或大于0.2μm，或大于0.1μm。

如上所述，本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置可以自动清洗研磨液输送管路中的研磨液结晶。

2、本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置安装在最接近于机台的衬垫的地方，这样可以减少研磨液结晶的源头，有效防止研磨液的结晶通过输送管路进入抛光界面，避免刮伤晶圆，提高晶圆的性能。

2、本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置通过对化学机械抛光研磨液供应系统的自动清洗进一步加强了机台利用率。

附图说明

图1显示为现有技术中化学机械抛光供应系统的结构示意图。

图2显示为装配有本实用新型的化学机械抛光研磨液过滤装置的化学机械抛光供应系统的结构示意图。

图3显示为本实用新型的化学机械抛光研磨液过滤装置结构示意图。

图4显示为本实用新型的化学机械抛光研磨液过滤装置中研磨液过滤器结构示意图。

图5显示为本实用新型的化学机械抛光研磨液过滤装置在抛光过程中工作流程示意图。

元件标号说明

1      化学机械抛光研磨液供应系统

11     研磨液输入管路

12     研磨液输出管路

13     供应臂

14     化学机械抛光研磨液过滤装置

141    研磨液过滤器

142    连接件

143    第一T型输送管路

144    第二T型输送管路

145    去离子水输入管路

146    去离子水输出管路

147    气阀

148    气阀

1411   第一过滤层

1412   第二过滤层

1413   第三过滤层

1414   第四过滤层

1415   第五过滤层

1416   第六过滤层

S1～S5 步骤

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，显示为现有技术中化学机械抛光研磨液供应系统结构，仅包括研磨液输入管路11、研磨液输出管路12、与供应臂13，研磨液输入管路11通过安装一阀件也可输送去离子水。

本实施例提供一种化学机械抛光研磨液过滤装置14，应用于包括研磨液输入管路11和研磨液输出管路12的化学机械抛光研磨液供应系统1中，请参阅图2，显示为装配有化学机械抛光研磨液过滤装置的化学机械抛光供应系统的结构，所述研磨液过滤装置14安装在所述研磨液供应系统的供应臂13中。请参阅图3，显示为研磨液过滤装置的结构，所述研磨液过滤装置14包括：研磨液过滤器141、多个连接件142、第一T型输送管路143、第二T型输送管路144、去离子水输入管路145、去离子水输出管理146、气阀147、及气阀148。

下面分别对所述化学机械抛光研磨液过滤装置组成器件进行分别描述。

【研磨液过滤器】

所述研磨液过滤器141用于过滤从所述研磨液输入管路中输入的研磨液。所述研磨液过滤器21内部结构为网状结构，其网孔分为多层。所述研磨液过滤器141具有两个端口。在本实施例中，所述研磨液过滤器141分为6层，第一过滤层1411网孔直径大于10μm，第二过滤层1412网孔直径大于5μm，第三过滤层1413网孔直径大于3μm，第四过滤层1414网孔直径大于1μm，第五过滤层1415网孔直径大于0.5μm。最后过滤层（第六过滤层）1416网孔直径根据研磨液的种类决定，所以网孔直径可以为大于0.3μm，大于0.2μm，或大于0.1μm，在本实施例中，为了避免过滤掉有效颗粒，所以最后过滤层1416网孔直径使用0.3μm。请参阅4，显示为研磨液过滤器内部结构。

【连接件】

在本实施例中采用至少6个连接件142，所述连接件142起到固定、连接作用。

【第一T型输送管路】

所述第一T型输送管路143具有3个接口，第一接口通过连接件142固定在所述研磨液过滤器141的一个端口上。所述第一T型输送管路143用于输出研磨液或输入去离子水，它的第二接口通过连接件142将与所述研磨液输出管路12连接在一起。

【第二T型输送管路】

所述第二T型输送管路144具有3个接口，第一接口通过连接件142固定在所述研磨液过滤器141的另一个端口上。所述第二T型输送管路144也用于输入研磨液或输出去离子水，它的第二接口通过连接件142将与所述研磨液输入管路11连接在一起。

【去离子水输入管路】

所述去离子水输入管路145用于输入去离子水。通过所述连接件142将所述去离子水输入管路145固定在所述第一T型输送管路143的第三接口上。

【去离子水输出管路】

所述去离子水输出管路146用于输出经过所述研磨液过滤器141的去离子水。通过所述连接件142将所述去离子水输出管路146固定在所述第二T型输送管路144的第三接口上。

【气阀】

所述气阀147和气阀148分别用于控制去离子水输入和输出。所述气阀147固定在所述去离子水输入管路25上，所述气阀148固定在所述去离子水输出管路26上。

本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置在晶圆抛光过程中的工作过程，如图5所示，包括：

S1，晶圆进入设备进行抛光。

S2，打开气阀，去离子水进入管路死角，自动清洗管路死角中研磨液的聚集和结晶；打开气阀的时间可控制在5～10s。

S3，接着打开研磨液输入管路上的气阀，并预流。预流的作用是由于研磨液过滤器体积较小，自动清洗会影响后续研磨液供应浓度的稀释。

S4，晶圆抛光过程中，输送研磨液。

S5，晶圆抛光完毕后，打开气阀，去离子水进入。这时气阀的打开时间可控制在2～3s，返回到步骤S3，一直循环，直至所有晶圆抛光工作完成。

本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置在晶圆不抛光处于下线状态时，打开气阀27，去离子水进入管路死角，自动清洗管路死角中研磨液的聚集和结晶。

本实用新型所述的化学机械抛光研磨液过滤装置安装在最接近于机台的衬垫的地方，这样可以减少研磨液结晶的源头，有效防止研磨液的结晶通过输送管路进入抛光界面，避免刮伤晶圆，提高晶圆的性能。通过对化学机械抛光研磨液供应系统的自动清洗进一步加强了机台利用率。

综上所述，本实用新型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实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种化学机械抛光研磨液过滤装置，应用于包括研磨液输入管路和研磨液输出管路的化学机械抛光研磨液供应系统中，其特征在于，所述研磨液过滤装置包括：

用于过滤从所述研磨液输入管路中输入的研磨液的研磨液过滤器；所述研磨液过滤器内部结构为网状结构，其网孔分为多层；

连接件；

分别通过所述连接件固定在所述研磨液过滤器两端的第一T型输送管路和第二T型输送管路；

用于输入去离子水的去离子水输入管路，通过所述连接件将其固定在所述第一T型输送管路的一接口；

用于输出经过所述研磨液过滤器的去离子水的去离子水输出管路，通过所述连接件将其固定在所述第二T型输送管路的一接口。

2.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：所述研磨液过滤装置安装在所述研磨液供应系统的供应臂中。

3.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：通过所述连接件将所述研磨液输入管路固定在所述第二T型输送管路的另一接口处。

4.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：通过所述连接件将所述研磨液输出管路固定在所述第一T型输送管路的另一接口处。

5.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：所述研磨液过滤装置还包括分别用于控制去离子水输入和输出的气阀，所述气阀分别固定在所述去离子水输入管路和去离子水输出管路上。

6.根据权利要求1所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：所述研磨液过滤器分为6层，第一层网孔直径大于10μm。

7.根据权利要求6所述的化学机械抛光研磨液过滤装置，其特征在于：所述研磨液过滤器最后一层网孔直径根据研磨液的种类决定选择网孔直径大于0.3μm，或大于0.2μm，或大于0.1μm。