TWM509097U - 重力吸型離線式自動過濾系統 - Google Patents

Description

重力吸型離線式自動過濾系統

本新型為有關一種過濾系統，尤指一種離線式自動過濾系統。

化學機械平坦化（Chemical-Mechanical Planarization，簡稱CMP）為半導體業晶圓的製造程序中，相當重要的一環，用於對晶圓表面進行平坦化。一般係在一研磨平台上貼附一研磨墊，並以一研磨液（Slurry）浸漬該研磨墊的表面，再將一晶圓的表面接觸該研磨墊，使該研磨平台及該晶圓相對旋轉，藉由所產生之機械性摩擦將該晶圓的表面平坦化。

研磨液主要包括和晶圓表面產生反應的化學成分以及用於移除晶圓表面反應物的研磨顆粒。依據研磨目的之不同，化學成分可分為用於移除氧化物和金屬兩種；至於研磨顆粒，則例如SiO2、Al2O3 及CeO2等，較常被使用。使用中的研磨液，容易因泵的作動或因管路、閥件等的摩擦而產生研磨顆粒的團聚，故如不對其過濾，將會產生並團聚成更大的顆粒。又該些大顆粒將會在CMP的過程中，對該晶圓的表面造成刮痕，因此，操作時必須適當地濾除研磨液中的大顆粒子，以避免研磨時造成晶圓刮傷。習知為於研磨液循環供給管路中置入一過濾器，以藉由該過濾器的濾心濾除研磨液中的粒子，其已見於美國公告第US 8,303,373號專利Slurry supplying apparatus and method of polishing semiconductor wafer utilizing same中。

此種於研磨液循環供給管路中置入過濾器的方式，在更換過濾器內的濾心時，會造成短暫的壓降現象，因而研磨液的供給數量會因為壓降而短少，其造成化學機械研磨時，有可能因為研磨液的數量不足而造成晶圓的刮傷。

本新型的主要目的，在於揭露一種於更換濾心不會有壓降的離線式自動過濾系統，以滿足持續供給研磨液之需求。

為達上述目的，本新型提供一種重力吸型離線式自動過濾系統，用以提供一研磨液給至少一研磨系統，包括有一供給桶、一給液管路、一給液泵、至少一分流閥、一過濾管路與一過濾單元。

其中，該供給桶為盛裝該研磨液，該給液管路的兩端則連接該供給桶，該給液泵設於該給液管路，並加壓讓該給液管路循環汲取該研磨液，該至少一分流閥設於該給液管路，並連接該至少一研磨系統。

該過濾管路則具有一入口端與一出口端，該入口端與該出口端分別連接該供給桶，且該入口端的高度低於該供給桶，並承接該研磨液進入該過濾管路，該過濾單元設於該過濾管路，且具有一加壓泵與過濾該研磨液的一過濾筒，該過濾筒供安裝一濾心，該加壓泵加壓讓該研磨液通過該過濾筒，以經過該濾心的過濾，且由該出口端進入該供給桶。

據此，由於該過濾管路與該給液管路為彼此獨立設置，因此當該過濾單元的該過濾筒的濾心更換時，該給液管路仍可以維持正常運作，而沒有壓降的問題，亦即供給該至少一研磨系統的研磨液不會短少，讓該至少一研磨系統可以維持其研磨品質，而滿足使用上之需求。

有關本新型的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱「圖1」所示，本創作為一種重力吸型離線式自動過濾系統，用以提供一研磨液給至少一研磨系統10，包括有一供給桶20、一給液管路30、一給液泵40、至少一分流閥50、一過濾管路60與一過濾單元70。

其中，該供給桶20為盛裝該研磨液，該給液管路30的兩端則連接該供給桶20，該給液泵40設於該給液管路30，並加壓讓該給液管路30循環汲取該研磨液，該至少一分流閥50設於該給液管路30，並連接該至少一研磨系統10。

請一併參閱「圖2」所示，該過濾管路60則具有一入口端601與一出口端602，該入口端601與該出口端602分別連接該供給桶20，且該入口端601的高度低於該供給桶20，並承接該研磨液進入該過濾管路60，該過濾單元70設於該過濾管路60，且具有一加壓泵71與過濾該研磨液的一過濾筒72，該過濾筒72供安裝一濾心721，該加壓泵71加壓讓該研磨液通過該過濾筒72，以經過該濾心721的過濾，且由該出口端602進入該供給桶20。且為了清洗與更換該過濾筒72內的濾心721，該入口端601與該出口端602可以分別設置一入口閥61與一出口閥62，可以藉由關閉該入口閥61與該出口閥62，讓該研磨液不再進入該過濾管路60，以方便清洗該過濾筒72。

且本創作更可具有偵測該研磨液是否通過的一流量感測器80，該流量感測器80設於該入口端601，且位於該入口閥61之前，藉由觀察該流量感測器80可以得知該過濾管路60是否有該研磨液通過，若無則強制停機。又該過濾管路60於該過濾筒72的兩端分別設置偵測該過濾管路60的壓力的一壓力感應器81(Pressure Transmitter)，該壓力感應器81用於偵測該過濾管路60於該過濾筒72兩端的壓力，當壓力差過大時，代表該過濾筒72與該濾心721已需要清洗與更換，方便判讀更換該濾心721的時間。

而為了清洗上的便利性考量，本創作更可以包含一沖洗入水管路90與一沖洗出水管路91，該沖洗入水管路90與該沖洗出水管路91分別連通該過濾筒72，該沖洗入水管路90可以導入清洗液(去離子水)，而該沖洗出水管路91則可以排出清洗液，而達到清洗的效果。又該沖洗入水管路90與該沖洗出水管路91可以分別具有一沖洗入水閥901與一沖洗出水閥911，該沖洗入水閥901與該沖洗出水閥911可以為常閉狀態，以避免正常使用時，清洗液混入研磨液中，而當要清洗時，只要關閉該入口閥61與該出口閥62，再打開該沖洗入水閥901與該沖洗出水閥911，即可利用該沖洗入水管路90與該沖洗出水管路91進行沖洗。

而為了提高清洗效率，該沖洗入水管路90可以直接連通一去離子水管路92與一氮氣管路93，且該去離子水管路92與該氮氣管路93為並聯設置，並該去離子水管路92與該氮氣管路93可以分別透過一去離子閥921與一氮氣閥931跟該沖洗入水管路90連通，該去離子水管路92只要打開該去離子閥921即可以提供去離子水作為清洗液，而該氮氣管路93只要打開該氮氣閥931即可以提供氮氣，予以吹乾。

又為了充分清潔該過濾管路60與該過濾筒72，本創作更可以包含一沖洗出水支管路94，且該過濾管路60於該出口閥62與該過濾筒72之間，以及該沖洗出水管路91於該沖洗出水閥911之後，分別連通該沖洗出水支管路94的兩端，亦即本創作在清潔後，使用之前，可以利用該研磨液加以沖洗，並由該沖洗出水支管路94排出，以充分清潔該過濾管路60與該過濾筒72，又該沖洗出水支管路94可以設置一出水支管閥941，該出水支管閥941為保持在常閉狀態，而在需要使用該沖洗出水支管路94時，要打開該出水支管閥941(關閉出口閥62)與該入口閥61，即可以利用該研磨液沖洗清潔該過濾管路60與該過濾筒72。

綜上所述，本創作的該過濾管路為獨立設置，該過濾管路與該給液管路之間並無接連接關係，因此該過濾管路進行清洗與更換濾心時，並不會影響到該給液管路供給該研磨液，亦即該給液管路不會有壓降的問題，可以穩定且持續的供給該研磨液供該至少一研磨系統使用，讓該至少一研磨系統可以具有足夠多的研磨液，來維持其研磨品質，而滿足使用上之需求。

因此本新型極具進步性及符合申請新型專利的要件，爰依法提出申請，祈  鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本新型做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本新型的一較佳實施例而已，當不能限定本新型實施的範圍。即凡依本新型申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本新型的專利涵蓋範圍內。

10‧‧‧研磨系統
20‧‧‧供給桶
30‧‧‧給液管路
40‧‧‧給液泵
50‧‧‧分流閥
60‧‧‧過濾管路
601‧‧‧入口端
602‧‧‧出口端
61‧‧‧入口閥
62‧‧‧出口閥
70‧‧‧過濾單元
71‧‧‧加壓泵
72‧‧‧過濾筒
721‧‧‧濾心
80‧‧‧流量感測器
81‧‧‧壓力感應器
90‧‧‧沖洗入水管路
901‧‧‧沖洗入水閥
91‧‧‧沖洗出水管路
911‧‧‧沖洗出水閥
92‧‧‧去離子水管路
921‧‧‧去離子閥
93‧‧‧氮氣管路
931‧‧‧氮氣閥
94‧‧‧沖洗出水支管路
941‧‧‧出水支管閥

圖1，為本新型一較佳實施例的系統架構圖。 圖2，為本新型一較佳實施例的過濾單元管路示意圖。

10‧‧‧研磨系統

20‧‧‧供給桶

30‧‧‧給液管路

40‧‧‧給液泵

50‧‧‧分流閥

60‧‧‧過濾管路

601‧‧‧入口端

602‧‧‧出口端

70‧‧‧過濾單元

Claims (9)

1. 一種重力吸型離線式自動過濾系統，用以提供一研磨液給至少一研磨系統，包括有： 一供給桶，該供給桶盛裝該研磨液； 一給液管路，該給液管路的兩端連接該供給桶； 一給液泵，該給液泵設於該給液管路，並加壓讓該給液管路循環汲取該研磨液； 至少一分流閥，該至少一分流閥設於該給液管路，並連接該至少一研磨系統； 一過濾管路，該過濾管路具有一入口端與一出口端，該入口端與該出口端分別連接該供給桶，且該入口端的高度低於該供給桶，並承接該研磨液進入該過濾管路； 一過濾單元，該過濾單元設於該過濾管路，且具有一加壓泵與過濾該研磨液的一過濾筒，該過濾筒供安裝一濾心，該加壓泵加壓讓該研磨液通過該過濾筒，以經過該濾心的過濾，且由該出口端進入該供給桶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中該入口端與該出口端分別設置一入口閥與一出口閥。
3. 如申請專利範圍第2項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中更包含偵測該研磨液是否通過的一流量感測器，該流量感測器設於該入口端，且位於該入口閥之前。
4. 如申請專利範圍第2項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中該過濾管路於該過濾筒的兩端分別設置偵測該過濾管路的壓力的一壓力感應器。
5. 如申請專利範圍第2項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中更包含一沖洗入水管路與一沖洗出水管路，該沖洗入水管路與該沖洗出水管路分別連通該過濾筒。
6. 如申請專利範圍第5項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中該沖洗入水管路與該沖洗出水管路分別具有一沖洗入水閥與一沖洗出水閥。
7. 如申請專利範圍第6項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中該沖洗入水管路連通一去離子水管路與一氮氣管路，且該去離子水管路與該氮氣管路為並聯設置，並該去離子水管路與該氮氣管路分別透過一去離子閥與一氮氣閥跟該沖洗入水管路連通。
8. 如申請專利範圍第6項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中更包含一沖洗出水支管路，且該過濾管路於該出口閥與該過濾筒之間，以及該沖洗出水管路於該沖洗出水閥之後，分別連通該沖洗出水支管路的兩端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之重力吸型離線式自動過濾系統，其中該沖洗出水支管路設置一出水支管閥。