TW574086B - On-pipe vibrator - Google Patents

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574086 8363twf.doc/〇〇9 八7 ___ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印奴 五、發明說明（/ ) 本發明是有關於一種化學機械硏磨機台（CMP machine )’且特別是有關於一種化學機械硏磨機台中，可 安插於硏漿管線（slurry pipe )中的管線上震盪器（inline oscillator ) ° 在半導體製程技術中，表面平坦化是處理高密度微 影的一項重要技術，因沒有高低落差的平坦表面才能避免 曝光散射’而達成精密的圖案轉移（pattern transfer )。平 坦化技術主要有旋塗式玻璃法（Spin-On Glass，SOG )與化 學機械硏磨法等二種，但在半導體製程技術進入次微米 (sub-micron )的階段之後，旋塗式玻璃法已無法滿足其所 需求的平坦度，所以化學機械硏磨技術是現在少數能提供 超大型積體電路（Very-Large Scale Integration，VLSI)，甚 至極大型積體電路（Ultra_Large Scale Integration，ULSI) 製程『全面性平坦化（global planarization )』的一種技術。 化學機械硏磨主要是利用硏漿中的化學助劑（reagent )在 晶圓的正面上產生化學反應而形成一易硏磨層，再搭配晶 圓在硏磨墊上的機械硏磨對易硏磨層之凸出部份進行硏 磨，重複上述化學反應與機械硏磨，即可形成平坦的表面。 基本上，化學機械硏磨技術是利用機械拋光的原理搭配上 適當的化學助劑與硏磨粒（abrasive particles )，以將晶圓 表面高低起伏不一的輪廓加以硏磨的平坦化技術。 請參照第1圖，其繪示爲習知硏漿管線將硏漿導入 化學機械硏磨機台的示意圖。化學硏磨機台110主要是由 一個用來進行硏磨的硏磨台II4、一配置於硏磨台U4上 3 (請先閱讀背面之注意事項再 冬 頁) 言 Γ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM1規恪（2KU297公坌） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 574086 五、發明說明（V) 之硏磨墊112、一用以抓住被硏磨物之握把（holder )，以 及一用以供給硏漿的硏漿管線1〇1。其中，硏漿管線101 係由主管線（main pipe ) 100、輸送管線102、回流管線104、 過濾器1〇6以及蠕動泵浦108所構成。在進行化學機械硏 磨時，硏漿藉由蠕動泵浦108由主管線1〇〇抽至輸送管線 102中，流經輸送管線102之硏漿藉由濾器1〇6濾除粒徑 不適當的顆粒，之後才將硏漿輸送至化學機械硏磨機台11〇 中。未進行化學機械硏磨時，輸送管線1〇2中的硏漿則會 藉由回流管線104回流至主管線100。硏漿管線101係由 各種管線所構成，故在管線之間，例如回流管線104、輸 送管線102之間的連接處，或是管線的轉角處常會有硏漿 顆粒沈積、附著的現象產生。 習知硏漿管線中，在管線與管線之間接合處或是管 線的轉角處常會有硏漿顆粒沈積、附著的現象產生°由於 沈積後的顆粒粒徑較大，故在進行化學機械硏磨製程時’ 常會因顆粒粒徑過大而造成晶圓刮傷（scratch )的問題。 因此，本發明的目的在提出一種管線上震盪器’用 以震盪硏漿管線內的硏漿顆粒，使其不易沈澱及附者^I 壁上，以有效避免晶圓刮傷的問題。 爲達本發明之上述目的，提出一種管線上震盪器主 要係由一震盪槽、一震盪管線以及一震盪產生器所構成。 其中，震盪管線配置於震盪槽中且與硏漿管線連通’震擾 管線例如是由一蛇形管線與二連接管線所構成’蛇形管線 的兩端分別藉由連接管線與硏漿管線連通。而震生器 4 ---L---l·------裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再JII本頁) - 本紙張&度適用中國國家標準（CNS)AI規格（210 X 297公餐） 574086 8363twf.doc/009 A7 _ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（i ) 則配置於震盪槽上，用以產生一超音波。此外，震盪槽中 充滿一介質，例如爲去離子水，用以將震盪產生器所產生 之超音波傳遞至震盪管線中。 本發明中的震盪槽上具有一介質注入口以及一介質 排出口，用以將介質注入以及排出震盪槽。 本發明中的連接管線可視硏漿管線的設計而定，連 接管線例如爲一直線管線、一分支管線或其他型態之連接 管線。 本發明中的震盪產生器例如係由一控制器與至少一 震盪子所構成，藉由控制器控制這些震盪子而產生一超音 波。 本發明中的管線上震盪器可以配置在硏漿管線中的 任何需要震盪的位置上，管線上震盪器與硏漿管線之間可 藉由不同型態的連接管線來達到連接的目的。 爲讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 圖式之簡單說明： 第1圖繪示爲習知硏漿管線將硏漿導入化學機械硏 磨機台的示意圖； 第2圖繪示爲依照本發明一較佳實施例在蠕動泵浦 之前配置管線上震盪器的示意圖； 第3圖繪示爲依照本發明一較佳實施例在蠕動泵浦 之後配置管線上震盪器的示意圖； 5 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A:1規恪（210 X 297公坌） (請- 先閱讀背面之注意事項再H本頁： -1. 裝 --線· 574086 8363twf.doc/009 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印封 五、發明說明（+) 第4圖繪示爲依照本發明一較佳實施例在蠕動泵浦 前、後皆配置管線上震盪器的示意圖； 第5圖繪示爲依照本發明一較佳實施例管線上震盪 器震盪範圍未包括輸送管線與回流管線連接處的結構示意 圖； 第6圖繪示爲依照本發明一較佳實施例管線上震盪 器震盪範圍包括輸送管線與回流管線連接處的配置示意 圖；以及 第7圖繪示爲依照本發明一較佳實施例管線上震盪 器震盪範圍包括輸送管線與回流管線連接處的結構示意 圖。 圖式之標示說明： 100、 200 :主管線 101、 201 :硏漿管線 102、 202 :輸送管線 104、204 :回流管線 106、206 :過濾器 108、208 :蠕動泵浦 110、210 :化學機械硏磨機台 112、212 :硏磨墊 114、214 :硏磨台 216 :管線上震擾器 300 :震盪槽 302 :震盪管線 6 ---L---^-------裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再ml本頁) i ' i線- 本纸張&度適用中國國家標準（CNS)A丨規恪（210 X 297公釐） 574086 363twf.doc/009 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印焚 五、發明說明（<) 302a :蛇形管線 302b、302c :連接管線 304 :震盪產生器 304a :控制器 304b :震盪子 306 :介質注入口 308 :介質排出口 310 :超音波 較佳實施例 首先請參照第2圖與第3圖，第2圖繪示爲依照本 發明一較佳實施例在蠕動泵浦之前配置管線上震盪器的示 意圖，而第3圖繪示爲依照本發明一較佳實施例在蠕動栗 浦之後配置管線上震盪器的示意圖。本實施例中’化學硏 磨機台210主要是由一個用來進行硏磨的硏磨台214、一 配置於硏磨台214上之硏磨墊212、一用以抓住被硏磨物 之握把，以及一用以供給硏漿的硏漿管線201。其中，硏 漿管線201例如係由一主管線200、一輸送管線202、一 回流管線204、一過濾器206、一蠕動泵浦208，以及一管 線上震盪器216所構成。其中，管線上震盪器216例如可 產生一超音波，藉由超音波對流經管線上震盪器216中的 硏漿進行震盪。而有關於管線上震盪器216的結構將於後 作詳細的描述。 在進行化學機械硏磨時，硏漿藉由蠕動泵浦208由 主管線2〇0抽至輸送管線202中，流經輸送管線202之硏 7 本纸張又度適用中國國家標準（CNSM1規恪（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再1m本頁) 裝 訂·· --線- 574086 8363twf.doc/009 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（b) 漿藉由濾器206濾除粒徑不適當的顆粒。硏漿流經過濾器 206之後，接著藉由一管線上震蘯器216對硏漿進行震盪， 最後將震盪過後的硏漿輸送至化學機械硏磨機台210中以 進行化學機械硏磨製程。其中，管線上震盪器216所配置 的位置例如是在過濾器206與蠕動泵浦208之間的硏漿管 線201上，或是在蠕動泵浦208之後的硏漿管線201上。 經由硏獎管線201輸送的硏槳在管線上震盪器216的震盪 下，可以有效的避免硏漿顆粒沈澱、附著於管壁上。 接著請參照第4圖，其繪示爲依照本發明一較佳實 施例在蠕動泵浦前、後皆配置管線上震盪器的示意圖。爲 了更進一步的改善硏漿顆粒沈澱、附著於管壁上的現象， 亦可以在蠕動泵浦208的前、後皆配置一個或多個管線上 震盪器216，藉由多個配置於硏漿管線201中的管線上震 盪器216，使得硏槳管線201中的硏漿在進入化學機械硏 磨機台210之前不時的受到震盪，使得硏漿顆粒沈澱、附 著於管壁上的機會大幅降低。 接著請參照第5圖，其繪示爲依照本發明一較佳實 施例管線上震盪器震盪範圍未包括輸送管線與回流管線連 接處的結構示意圖。上述第2圖、第3圖以及第4圖中所 述之管線上震盪器216主要係由一震盪槽300、一震盪管 線302以及一震盪產生器304所構成。其中，震盪槽300 中例如充滿一介質，此介質例如爲可傳遞超音波310的去 離子水，震盪產生器304例如配置於震盪槽300上，用以 產生一超音波310，而震盪管線302則配置於震盪槽300 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A.l規恪（210x297公餐） ---1·----s-------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再Jll本頁) 線· 574086 8363twf.doc/009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（^ ) 中，並與輸送管線202連接用以輸送硏漿。此外，震盪槽 300上例如具有一介質注入口 306與一介質排出口 308， 用以將介質注入、排出震盪槽300。 同樣請參照第5圖，震盪槽300中所注入的介質系 用以將震盪產生器304所產生之超音波310傳遞至震盪管 線中。震盪管線302例如是由一蛇形管線302a與二連接 管線302b、302c所構成，蛇形管線302a的兩端例如分別 藉由連接管線302b、302c與輸送管線202連接。其中， 連接管線302b、302c例如爲一直線管線，蛇形管線302a 例如爲一近似彈簧狀之管線，而蛇形管線302a亦可藉由 其他型態的管線取代，以可增進硏漿在其中的震盪時間爲 最佳。此外，蛇形管線302a例如爲一軟管或是一伸縮管 (bellow ) 〇 震盪產生器304例如係由一控制器304b與至少一震 盪子304a所構成，藉由控制器304b對震盪子304a的控 制以產生一超音波310。超音波310經由震盪槽300中的 介質傳遞至震盪管線302，並同時對蛇形管線302a與連接 管線302b、3〇2c中的硏漿進行震盪。 接著請參照第6圖，其繪示爲依照本發明一較佳實 施例管線上震盪器震盪範圍包括輸送管線與回流管線連接 處的配置示意圖。在未進行化學機械硏磨時，輸送管線202 中的硏漿會藉由回流管線204回流至主管線2〇〇。在回流 管線2〇4與輸送管線202之間的連接處常會有硏漿顆粒沈 澱、附著的現象產生。因此，管線上震盪器216的震盪範 9 本紙張<度適用中國國家標準（CNS)AI規格（210x297公:g ) * n ϋ I ϋ ϋ ' 1 a—· I ·ϋ ϋ I I Mamm (請先閱讀背面之注意事項再m本頁) 訂·· •線- 574086 8363twf.doc/009 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) 圍例如可以延伸到輸送管線202與回流管線204的連接 處，以期得到較佳的硏漿顆粒分佈。 最後請參照第7圖，其繪示爲依照本發明一較佳實 施例管線上震盪器震盪範圍包括輸送管線與回流管線連接 處的結構示意圖。震盪槽300中所注入的介質係用以將震 盪產生器304所產生之超音波310傳遞至震盪管線中。震 盪管線302例如是由一蛇形管線302a與二連接管線302b、 302c所構成，蛇形管線302a的兩端例如分別藉由連接管 線302b、302c與輸送管線202連接。其中，一端的連接 管線302c例如爲直線管線，而另一端的連接管線302b例 如爲分支管線型態，其包括T字形、Y字形或其他型態的 分支管線。分支管線型態的連接管線302b例如可將輸送 管線202、回流管線204以及蛇形管線302a連通。由於連 接管線302b與輸送管線202、連接管線302b與回流管線 2〇4以及連接管線302b與蛇形管線302a間的連接處皆位 於震盪槽300中，故在這些連接處上，顆粒沈澱、附著的 情況將會有明顯的改善。 本實施例中，僅以直線型態與分支型態的連接管線 3〇2b作爲說明，但並非限定本發明之連接管線302b型態。 本發明中連接管線302b的型態可取決於外界的輸送管線 2〇2設計，對應不同的輸送管線202設計而對連接管線302b 進行不同的設計。而蛇形管線302a亦可藉由其他型態的 管線取代，以可增進硏漿在其中的震盪時間爲最佳。 綜上所述，本發明之管線上震盪器至少具有下列優 10 本紙張尺ZliS用中關家標準（CNS)Ai規格⑵qx297公t ) 一' ' ---;1.----------裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂： •線· 574086 8363twf.doc/009 五、發明說明（3 ) 點： 1·本發明之管線上震盪器具有震盪硏漿管線內的硏漿 微粒的功效，使其不易沈澱及附著於管壁上而產生較大的 顆粒。 2.本發明之管線上震盪器具有震盪硏漿管線內的硏漿 微粒的功效，將其配置在硏漿管線中可以大幅改善晶圓在 化學機械硏磨過程中因硏漿顆粒過大，進而造成的晶圓刮 傷問題。 3·本發明之管線上震盪器中的蛇形管可以增加硏漿在 管線上震盪器中震盪的時間，以使得硏漿中顆粒的分佈更 爲均勻。 4·本發明之管線上震盪器中的不同形式的連接管，如 直線管、分支管等，使的管線上震盪器在硏漿管線中的配 置更具有彈性。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印裂

本纸張尺度過用中國國家標準(CNS)Al^(21〇x 297公餐

Claims (1)

1. 574086 8363twf.doc/009 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1·一種管線上震盪器，適於配置在一管線中，該管線 上震盪器包括： 一震盪槽； 一震盪管線，該震盪管線配置於該震盪槽中，該震 盪管線係與該管線連接；以及 一震盪產生器，該震盪產生器配置於該震盪槽上。 2·如申請專利範圍第1項所述之管線上震盪器，其中 該震盪槽中具有一介質。 3·如申請專利範圍第2項所述之管線上震盪器，其中 該介質包括去離子水。 4. 如申請專利範圍第1項所述之管線上震盪器，其中 該震盪槽上具有一介質注入口以及一介質排出口。 5. 如申請專利範圍第1項所述之管線上震盪器，其中 該震盪管線包括： 一蛇形管線；以及 二連接管線，該些連接管線用以連通該蛇形管與該 管線。 6. 如申請專利範圍第5項所述之管線上震盪器，其中 該些連接管線包括一直線管線、一分支管線及其組合。 7. 如申請專利範圍第1項所述之管線上震盪器，其中 該震盪產生器包括： 至少一震盪子，該震盪子配置於該震盪槽上；以及 一控制器，該控制器配置於該震盪槽上，用以控制 該震盪子。 12 ---Ϊ (請先閱讀背面之注意事項再 言 頁)

   本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 574086 8363twf.doc/009 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 8. 如申請專利範圍第1項所述之管線上震盪器，其中 該震盪產生器係用以產生一超音波° 9. 一種具有管線上震盪器之硏漿管線’適於供應一硏 漿至一化學機械硏磨機台中，該具有管線上震盪器之硏漿 管線包括： 一硏漿管線，該硏漿管線適於將該硏漿導入該化學 機械硏磨機台中；以及 至少一管線上震盪器，該管線上震盪器包括一震盪 槽、一震盪管線以及一震盪產生器，其中該震盪管線配置 於該震盪槽中，該震盪管線係與該硏漿管線連通，而該震 盪產生器配置於該震盪槽上。 10. 如申請專利範圍第9項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該震盪槽中具有一介質。 11. 如申請專利範圍第10項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該介質包括去離子水。. 12. 如申請專利範圍第9項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該震盪槽上具有一介質注入口以及一介 質排出口。 13·如申請專利範圍第9項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該震盪管線包括： 一蛇形管線；以及 二連接管線’該些連接管線用以連通該蛇形管與該 硏漿管線。 14.如申請專利範圍第13項所述之具有管線上震盪器 13 (請先閱讀背面之注意事項再 -裂--- ^頁) . --線· ^紙張尺度適ϋ國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 574086 A8 B8 8 3 6 3 twf.doc/ 0 0 9_g_ 六、申請專利範圍 之硏漿管線，其中該些連接管線包括一直線管線、一分支 管線及其組合。 15·如申請專利範圍第9項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該震盪產生器包括： 至少一震盪子，該震盪子配置於該震盪槽上；以及 一控制器，該控制器配置於該震盪槽上，用以控制 該震盪子。 16.如申請專利範圍第9項所述之具有管線上震盪器 之硏漿管線，其中該震盪產生器係用以產生一超音波。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）