CN219849015U - 一种半导体化学研磨液输送混料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体化学研磨液输送混料装置，包括多个原液桶、多个混配桶、用以将原液桶内的原液通过原液管路泵送至混配桶进行混合的原液泵、用以将混配桶内的混合液通过循环管路泵送循环回流至桶内的循环泵、用以将混配桶内的混合液通过送液管路泵送至阀箱的送液泵、用以将混合液分配至其他设备的阀箱、以及用以输送纯水以将纯水与循环管路内的混合液按比例混合、或对所有管路进行清洗的纯水管路。本实用新型能够自动进行配液、供液，大大提高了研磨液的配置效率，且原液泵、循环泵和送液泵均配备为两个，相互之间互为备用泵，能够保证系统稳定有效运行，可以24小时不间断供应研磨液。

Description

一种半导体化学研磨液输送混料装置

技术领域

本实用新型涉及研磨液供应技术领域，尤其涉及一种半导体化学研磨液输送混料装置。

背景技术

化学机械研磨(CMP)作为芯片加工中必不可少的一道工艺，不仅在晶圆制备阶段被采用，在晶圆加工工艺过程中也被用来做晶圆表面整体平整化。

现有的用于为硅片研磨设备供应研磨液的系统制备研磨液的效率较低，且设备发生故障时必须停机进行维修，大大影响了生产效率。且研磨液供应系统所采用的研磨液混配桶仅通过搅拌机构进行搅拌，混配桶内的原液很难搅拌均匀。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种半导体化学研磨液输送混料装置，用以解决上述背景技术中存在的问题。

一种半导体化学研磨液输送混料装置，包括：

多个原液桶、多个混配桶；

用以将原液桶内的原液通过原液管路泵送至混配桶进行混合的原液泵；

用以将混配桶内的混合液通过循环管路泵送循环回流至桶内的循环泵；

用以将混配桶内的混合液通过送液管路泵送至阀箱的送液泵；

用以将混合液分配至其他设备的阀箱；

以及用以输送纯水以将纯水与循环管路内的混合液按比例混合、或对所有管路进行清洗的纯水管路；

其中，所述原液管路、循环管路和送液管路上均设有取样支管，原液管路、循环管路和送液管路上均连接有废液管路，循环管路上设置有用以检测纯水与混合液的混合比例是否达标的比重计，所述混配桶上安装有鼓泡加湿装置。

优选地，还包括用以对清洗过的管路进行吹扫干燥的气体管路。

优选地，所述气体管路上还设置有风量调节装置。

优选地，鼓泡加湿装置包括箱体、设置在箱体顶部的透气管、设置在箱体侧面的用以向箱体内通入纯水的进水管和用以向箱体内通入氮气的进气管、以及设置在箱体底部的用以将生成的气泡送入混配桶的排出管，透气管、进水管、进气管和排出管上均安装有阀门，进水管与纯水管路相连，进气管与气体管路相连。

优选地，所述原液管路包括连接在各个原液桶出液口处的第一原液输送管、与所有的第一原液输送管相连的第二原液输送管、设置在第二原液输送管的末端并分别伸入各个混配桶的第三原液输送管，第一原液输送管、第二原液输送管和第三原液输送管上均安装有阀门，每个第一原液输送管上均安装有一个原液泵，原液泵的进水侧设置有用以连通两个第一原液输送管的原液连通管。

优选地，所述原液泵设置有两个，两个原液泵互为备用泵。

优选地，所述原液泵采用的是气动风囊泵。

优选地，所述循环管路包括连接在各个混配桶出液口处的第一循环输送管、与所有的第一循环输送管相连的第二循环输送管、设置在第二循环输送管末端的两个第三循环输送管、与两个第三循环输送管相连的第四循环输送管、以及设置在第四循环输送管的末端并分别伸入各个混配桶的第五循环输送管，第一循环输送管、第三循环输送管、第四循环输送管和第五循环输送管上均安装有阀门，每个第三循环输送管上均安装有一个循环泵，所述比重计安装在第四循环输送管上。

优选地，所述循环泵采用的是磁浮泵，两个循环泵互为备用泵。

优选地，所述送液管路包括连接在各个混配桶出液口处的第一送液管、与所有的第一送液管相连的第二送液管、设置在第二送液管末端的两个第三送液管、两端分别与阀箱和两个第三送液管相连的第四送液管、连接在阀箱的出液口并分别伸入各个混配桶的第五送液管，所述第一送液管、第三送液管、第四送液管和第五送液管上均安装有阀门，其中一个第三送液管上安装有两个送液泵且该第三送液管的位于两个送液泵之间的管段上设置有用以将其与另一第三送液管相连通的送液连通管。

本实用新型的有益效果是：

1、本申请的半导体研磨液全自动供应系统能够自动进行配液、供液，大大提高了研磨液的配置效率，且原液泵、循环泵和送液泵均配备为两个，相互之间互为备用泵，当其中一个泵发生故障时，另一个泵可以立马独立运行工作，能够保证系统稳定有效运行，不需要进行停机，可以24小时不间断供应研磨液。

2、本申请通过在混配桶上设置鼓泡加湿装置，混配桶内的原液搅拌过程中，可通过鼓泡加湿装置向混配桶内通入气泡，从而可使原液混合得更加均匀；且通过将混配桶的底部设置成倒锥形，可保证混配桶内的研磨液被抽空用尽，避免在其底部形成结晶颗粒，有效避免研磨产品的表面形成划痕且使研磨产品表面残留结晶颗粒，提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的管路图。

图2是混配桶的结构示意图。

图3是鼓泡加湿装置的结构示意图。

图中标号的含义为：

1为原液桶，

2为混配桶，21为筒体，22为桶盖，23为圆柱形筒体，24为倒锥形筒体，25为排液口，26为进液口，27进气口，

3为原液泵，

4为循环泵，

5为送液泵，

6为阀箱，

71为第一原液输送管，72为第二原液输送管，73为第三原液输送管，74为原液连通管，

81为第一循环输送管，82为第二循环输送管，83为第三循环输送管，84为第四循环输送管，85为第五循环输送管，86为比重计，

91为第一送液管，92为第二送液管，93为第三送液管，94为第四送液管，95为第五送液管，96为送液连通管，

10为取样支管，

11为废液管路，

121为纯水输送总管，122为第一纯水输送支管，123为第二纯水输送支管，124为第三纯水输送支管，125为第四纯水输送支管，126为第五纯水输送支管，

13为气体管路，

14为风量调节装置，

15为搅拌机构，

16为鼓泡加湿装置，161为箱体，162为透气管，163为进气管，164为排出管，165为进水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语,不能理解为指示或暗示相对重要性。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

本实用新型给出一种半导体研磨液全自动供应系统，包括原液桶1、混配桶2、原液泵3、循环泵4、送液泵5、阀箱6、原液管路、循环管路、送液管路、纯水管路和废液管路。

所述原液桶1和混配桶2均设置有多个。原液桶1用于储存浓缩研磨原液，多个原液桶1通过原液管路与各个混配桶2相连，以利用原液泵3将原液桶1内的原液通过原液管路泵送至混配桶2进行混合。

所述原液管路包括连接在各个原液桶1出液口处的第一原液输送管71、与所有的第一原液输送管71相连的第二原液输送管72、设置在第二原液输送管72的末端并分别伸入各个混配桶2的第三原液输送管73，每个第一原液输送管71上均安装有一个原液泵3。本实施例中，原液桶1设置有2个，与2个原液桶1分别相连的2个第一原液输送管71之间连接有用以连通2个第一原液输送管71的原液连通管74，原液连通管74的两端分别设置于2个原液泵3的进水侧。通过在2个第一原液输送管71之间设置原液连通管74，可使2个第一原液输送管71上的原液泵3互为备用泵。

第一原液输送管71、第二原液输送管72和第三原液输送管73上均安装有用于控制管路开关及流量的阀门，通过控制两个第一原液输送管71上的阀门开度可调整两路第一原液输送管71中所输送原液的混合比例。

正常工作时，其中一个原液泵工作，另一个原液泵作为备用泵，处于工作状态的原液泵将2个原液桶内的原液通过原液管路分别泵送至2个混配桶，若当前工作的原液泵出现故障，则另一备用的原液泵立马启动运行，不会影响正常供液。本实施例中，所述原液泵3采用的是pillar气动风囊泵,其工作的最大压力为0.6Mpa，最大流量为16L/min。

所述混配桶2也设置有多个，混配桶2用于将原液管路输送过来的原液进行混合，以混配出研磨液，研磨液可从混配桶2的下部进入循环管路，并利用循环泵4将研磨液通过循环管路泵送循环回流至其桶内；或者研磨液可从混配桶2的下部进入送液管路，并利用送液泵3将研磨液通过送液管路泵送至阀箱6，然后由阀箱6输送至各使用点或送回至其桶内。

所述混配桶2上安装有搅拌机构15和鼓泡加湿装置16，混配桶2包括筒体21、固定在筒体21顶部的桶盖22。

所述筒体21由圆柱形筒体23和从圆柱形筒体23的下部延伸出的倒锥形筒体24组成，倒锥形筒体24的底部开设有多个排液口25。

所述桶盖22上开设有用以使所述半导体研磨液供应系统的原液输送管路(包括原液管路、循环管路和送液管路)通过以向混配桶2内加注原液的进液口26、和用以使鼓泡加湿装置的排出管通过以向混配桶2内送入气泡的进气口27。本实施例中，进液口26设置有多个。

所述搅拌机构15可设置成任意可实现搅拌功能的结构形式，例如可由垂直固定在混配桶桶盖上的传动杆、沿着传动杆的长度方向固定在传动杆上并呈一定规律分布的搅拌圆盘组成，传动杆可由固定在混配桶桶盖顶部的动力电机带动，即传动杆与动力电机的输出端相连，使用时，通过半导体研磨液供应系统的控制器控制动力电机启动，动力电机可带动传动杆转动，进一步带动搅拌圆盘转动。

所述鼓泡加湿装置16包括箱体161、设置在箱体161顶部的透气管162、设置在箱体161侧面的用以向箱体161内通入纯水的进水管165和用以向箱体161内通入氮气的进气管163、以及设置在箱体161底部的用以将生成的气泡送入混配桶2的排出管164，透气管162、进水管165、进气管163和排出管164上均安装有阀门，进水管165与所述半导体研磨液供应系统的纯水管路相连，进气管163与所述半导体研磨液供应系统的气体管路相连，进气管163上开有若干个透气圆孔。本实施例中，透气管162、进水管165、进气管163和排出管164上安装的阀门为电控阀。

当半导体研磨液供应系统的气体管路通过进气管163向鼓泡加湿装置16的箱体内通过氮气、纯水管路通过进水管165向鼓泡加湿装置16的箱体内通入纯水时，在氮气的作用下，会使纯水中产生气泡，当将气泡通过排出管进入混配桶2时，可以增加混配桶2内原液的混合均匀度。

所述循环管路包括连接在各个混配桶2底部出液口处的第一循环输送管81、与所有的第一循环输送管81相连的第二循环输送管82、设置在第二循环输送管82末端的两个第三循环输送管83、与两个第三循环输送管83相连的第四循环输送管84、以及设置在第四循环输送管84的末端并分别伸入各个混配桶2的第五循环输送管85。

每个第三循环输送管83上均安装有一个循环泵4，两个循环泵4互为备用泵。正常工作时，其中一个循环泵工作，另一个循环泵作为备用泵，处于工作状态的循环泵将混配桶内的原液通过循环管路泵送至对应的混配桶，若当前工作的循环泵出现故障，则另一备用的循环泵立马启动运行，不会影响正常供液。本实施例中，所述循环泵4采用的是Levitronix磁浮泵,其工作的最大压力为0.3Mpa。

第一循环输送管81、第三循环输送管83、第四循环输送管84和第五循环输送管85上均安装有用以控制管路开关的阀门，第三循环输送管83上还安装有用以通过其阀门开度来控制其输送的混合液的流量从而调节混合液与纯水的混合比例的流量阀，第四循环输送管84上安装有比重计86，比重计86用以检测混合液与纯水的混合比例是否达标。

所述送液管路包括连接在各个混配桶2下部出液口处的第一送液管91、与所有的第一送液管91相连的第二送液管92、设置在第二送液管92末端的两个第三送液管93、两端分别与阀箱和两个第三送液管93相连的第四送液管94、连接在阀箱6的出液口并分别伸入各个混配桶2的第五送液管95，其中一个第三送液管上安装有两个送液泵5且该第三送液管的位于两个送液泵之间的管段上设置有用以将其与另一第三送液管相连通的送液连通管96。两个送液泵5互为备用泵，正常工作时，其中一个送液泵工作，另一个送液泵作为备用泵，处于工作状态的送液泵将混配桶内的混合原液通过送液管路泵送至阀箱6，然后由阀箱6输送至各使用点或送回至其桶内；若当前工作的送液泵出现故障，则另一备用的送液泵立马启动运行，不会影响正常供液。本实施例中，所述送液泵5采用的是Levitronix磁浮泵，可为管路总长度长达150m的管路进行供液，最大流量为70L/min。

所述第一送液管91、第三送液管93、第四送液管94和第五送液管95上均安装有用以控制管路开关及流量的阀门，通过控制第三送液管93上对应阀门的阀门开度可调整混合液与纯水的混合比例。

所述纯水(DI)通过纯水管路进行输送。纯水管路不仅可以输送纯水以将纯水与第三循环输送管83或第三送液管93内的混合液按比例混合，也可对所有的管路进行清洗。

所述原液管路、循环管路和送液管路上均设有取样支管10，原液管路上的取样支管连接在其第二原液输送管72，循环管路上的取样支管连接在其第四循环输送管84上，送液管路上的取样支管连接在其第四送液管94上。

原液管路、循环管路和送液管路上均连接有废液管路11。

所述纯水管路包括纯水输送总管121，与纯水输送总管121相连的第一纯水输送支管122、第二纯水输送支管123、第三纯水输送支管124、第四纯水输送支管125和第五纯水输送支管126。

第一纯水输送支管122分别与原液管路的2个第一原液输送管71相连，用以对原液管路进行清洗。通过第一纯水输送支管122输送的纯水可在原液管路内流动，对原液管路、原液桶、其取样支管进行清洗，清洗后的废液可通过其废液管路排至废液处理装置。

第二纯水输送支管123与送液管路的安装有送液泵的第三送液管93相连，用于对送液管路进行清洗或使输送的纯水与该管路内的混合液按设定比例进行混合，第二纯水输送支管123具备两个出水管段，其中一个出水管段连接在第一个送液泵的进水侧、另一个出水管段连接在第二个送液泵的进水侧。通过第二纯水输送支管123输送的纯水可在送液管路内流动，对送液管路、其取样支管进行清洗，清洗后的废液可通过其废液管路排至废液处理装置。

第三纯水输送支管124分别与循环管路的两个第三循环输送管83相连，用于对循环管路进行清洗或使输送的纯水与该管路内的混合液按设定比例进行混合。通过第三纯水输送支管124输送的纯水可在循环管路内流动，对循环管路、其取样支管、混配桶进行清洗，清洗后的废液可通过其废液管路排至废液处理装置。

第四纯水输送支管125与循环管路的第四循环输送管84相连，用以对循环管路进行清洗。通过第四纯水输送支管125输送的纯水可在循环管路内流动，对循环管路、其取样支管、混配桶进行清洗，清洗后的废液可通过其废液管路排至废液处理装置。

第五纯水输送支管126与原液管路上连接的取样支管相连，用以对取样支管进行清洗，清洗后的废液可通过其废液管路排至废液处理装置。

优选地，本发明的半导体研磨液全自动供应系统还包括用以对清洗过的管路进行吹扫干燥的气体管路13，气体管路13分别与原液桶1、纯水管路的纯水输送总管121、混配桶2相连。当所有管路、混配桶均清洗干净后，可通过气体管路向管路、混配桶2、原液桶1内通入N2，对管路进行吹扫干燥。

所述气体管路上还设置有风量调节装置14。

上述本系统中所有阀件的开关、泵的启停均由控制器进行控制。

实际使用过程中，原液泵3将原液桶内的原液通过原液管路泵送至混配桶2，混配桶2内的搅拌机构将原液搅拌均匀后，从其下部出液口排入循环管路，在循环管路内与纯水管路送过来的纯水按设定比例混合，然后再经循环管路重新流入混配桶2进行搅拌均匀，制成研磨液。制备好的研磨液从混配桶2的下部出液口排入送液管路，经送液管路送至阀箱6，阀箱6将研磨液输送至各使用点或送回至混配桶2。

当需进行清洗时，电控模块控制纯水管路上的对应阀门开启，纯水经纯水管路进入原液管路、循环管路或送液管路中，清洗过后的废液可通过废液挂路排至废液处理装置，然后电控模块控制气体管路上的对应阀门开启，气体管路吹送氮气对各个管路进行吹扫干燥。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，包括：

多个原液桶、多个混配桶；

用以将原液桶内的原液通过原液管路泵送至混配桶进行混合的原液泵；

用以将混配桶内的混合液通过循环管路泵送循环回流至桶内的循环泵；

用以将混配桶内的混合液通过送液管路泵送至阀箱的送液泵；

用以将混合液分配至其他设备的阀箱；

以及用以输送纯水以将纯水与循环管路内的混合液按比例混合、或对所有管路进行清洗的纯水管路；

其中，所述原液管路、循环管路和送液管路上均设有取样支管，原液管路、循环管路和送液管路上均连接有废液管路，循环管路上设置有用以检测纯水与混合液的混合比例是否达标的比重计，所述混配桶上安装有鼓泡加湿装置。

2.根据权利要求1所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，还包括用以对清洗过的管路进行吹扫干燥的气体管路。

3.根据权利要求2所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述气体管路上还设置有风量调节装置。

4.根据权利要求2所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，鼓泡加湿装置包括箱体、设置在箱体顶部的透气管、设置在箱体侧面的用以向箱体内通入纯水的进水管和用以向箱体内通入氮气的进气管、以及设置在箱体底部的用以将生成的气泡送入混配桶的排出管，透气管、进水管、进气管和排出管上均安装有阀门，进水管与纯水管路相连，进气管与气体管路相连。

5.根据权利要求1所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述原液管路包括连接在各个原液桶出液口处的第一原液输送管、与所有的第一原液输送管相连的第二原液输送管、设置在第二原液输送管的末端并分别伸入各个混配桶的第三原液输送管，第一原液输送管、第二原液输送管和第三原液输送管上均安装有阀门，每个第一原液输送管上均安装有一个原液泵，原液泵的进水侧设置有用以连通两个第一原液输送管的原液连通管。

6.根据权利要求5所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述原液泵设置有两个，两个原液泵互为备用泵。

7.根据权利要求5所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述原液泵采用的是气动风囊泵。

8.根据权利要求1所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述循环管路包括连接在各个混配桶出液口处的第一循环输送管、与所有的第一循环输送管相连的第二循环输送管、设置在第二循环输送管末端的两个第三循环输送管、与两个第三循环输送管相连的第四循环输送管、以及设置在第四循环输送管的末端并分别伸入各个混配桶的第五循环输送管，第一循环输送管、第三循环输送管、第四循环输送管和第五循环输送管上均安装有阀门，每个第三循环输送管上均安装有一个循环泵，所述比重计安装在第四循环输送管上。

9.根据权利要求8所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述循环泵采用的是磁浮泵，两个循环泵互为备用泵。

10.根据权利要求1所述的半导体化学研磨液输送混料装置，其特征在于，所述送液管路包括连接在各个混配桶出液口处的第一送液管、与所有的第一送液管相连的第二送液管、设置在第二送液管末端的两个第三送液管、两端分别与阀箱和两个第三送液管相连的第四送液管、连接在阀箱的出液口并分别伸入各个混配桶的第五送液管，所述第一送液管、第三送液管、第四送液管和第五送液管上均安装有阀门，其中一个第三送液管上安装有两个送液泵且该第三送液管的位于两个送液泵之间的管段上设置有用以将其与另一第三送液管相连通的送液连通管。