(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 105437082 A (43)申请公布日 2016.03.30
(21)申请号 201410345973.9(22)申请日 2014.07.18
(71)申请人中国科学院微电子研究所
地址100029 北京市朝阳区北土城西路3号(72)发明人杨涛 卢一泓 张月 崔虎山(74)专利代理机构北京汉昊知识产权代理事务
所(普通合伙) 11370
代理人朱海波(51)Int.Cl.
B24B 57/02(2006.01)B01F 13/08(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图1页
(54)发明名称
一种抛光液搅拌装置和方法(57)摘要
本发明提供了一种抛光液搅拌装置，该装置包括：混合槽，用于盛放抛光液，所述混合槽底部具有供液体流出的下排出口；磁力搅拌装置，包括固定在混合槽外侧的磁力搅拌器，以及固定在混合槽内侧的磁力搅拌转子；隔膜泵，其流体入口连接所述混合槽底部的下排出口；以及化学机械抛光设备，其连接到隔膜泵的流体出口，在混合槽中混合好的抛光液通过所述隔离泵供入化学机械抛光设备。本发明还提供一种抛光液搅拌方法。本发明不但可以避免直接机械搅拌带来的污染问题，还可以增强对抛光液的搅拌效果。
C N 1 0 5 4 3 7 0 8 2 A CN 105437082 A
权 利 要 求 书
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1.一种抛光液搅拌装置，该装置包括：
混合槽，用于盛放抛光液，所述混合槽底部具有供液体流出的下排出口；磁力搅拌装置，包括固定在混合槽外侧的磁力搅拌器，以及固定在混合槽内侧的磁力搅拌转子；
隔膜泵，其流体入口连接所述混合槽底部的下排出口；以及化学机械抛光设备，其连接到隔膜泵的流体出口，在混合槽中混合好的抛光液通过所述隔离泵供入化学机械抛光设备。
2.根据权利要求1所述的抛光液搅拌装置，其特征在于，所述磁力搅拌器位于混合槽底部和/或侧面。
3.根据权利要求1所述的抛光液搅拌装置，其特征在于，所述磁力搅拌转子外包覆耐酸碱材料。
4.根据权利要求3所述的抛光液搅拌装置，其特征在于，所述耐酸碱材料是PFA、聚氯乙烯和/或其他聚乙烯材料中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的抛光液搅拌装置，其特征在于，所述磁力搅拌装置的数量为一个和/或多个。
6.根据权利要求1所述的抛光液搅拌装置，其特征在于，所述磁力搅拌转子的转速可过控制外置磁力搅拌器调整。
7.一种抛光液搅拌方法，包括以下步骤：a.提供待搅拌抛光液，注入抛光液混合槽中；
b.通过混合槽外侧的磁力搅拌器控制混合槽内磁力搅拌转子的搅拌速度，进行搅拌；c.将搅拌好的抛光液通过隔膜泵提供到化学机械抛光设备。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤b前还包括步骤:根据实际需要调整所述磁力搅拌装置的数量和位置。
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CN 105437082 A
说 明 书
一种抛光液搅拌装置和方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及IC制造工艺，特别地，涉及一种化学机械抛光液供液系统及其搅拌方
法。
技术背景
[0002] 化学机械平坦化(CMP)自1990年被IBM引入到集成电路制造工艺中以来，不断发展，已成为延伸摩尔定律的关键集成电路工艺之一。在化学机械平坦化工艺中，抛光液是重要的CMP工艺耗材，针对不同微结构或不同材料的CMP要求，需要不同性质的抛光液。[0003] 如何保证CMP工艺的稳定性是人们关注的要点之一。除需要关注CMP工艺本身外，维护CMP工艺正常运行的辅助系统也很关键。抛光液的传输是依靠自动供液系统打到CMP工艺设备中去的。在自动工艺系统中，需要对抛光液不断搅拌，以避免抛光液中的纳米尺寸氧化物颗粒凝结，聚沉。一旦研磨粒子发生凝结聚沉，会在CMP工艺中对晶圆造成严重的划伤，降低晶圆的良率。现有的一种抛光液搅拌方法是通过机械搅拌电机完成，如图1所示；一种是通过隔膜泵在供应槽内形成内循环形成。供液系统与CMP工艺设备关系见流程图1.其中，机械电机搅拌因搅拌杆要一直浸泡在抛光液中，若长使用时间，会有给抛光液带来机械油污以及其他杂质问题的可能。[0004] 因此，如何避免带来机械油污以及其他杂质的问题成为本领域中亟待解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种不使用机械电机而直接搅拌的抛光液搅拌装置和方法，以避免带来机械油污以及其他杂质的问题。具体的，本发明提供了一种抛光液搅拌装置，该装置包括：
[0006] 混合槽，用于盛放抛光液，所述混合槽底部具有供液体流出的下排出口；[0007] 磁力搅拌装置，包括固定在混合槽外侧的磁力搅拌器，以及固定在混合槽内侧的磁力搅拌转子；[0008] 隔膜泵，其流体入口连接所述混合槽底部的下排出口；以及[0009] 化学机械抛光设备，其连接到隔膜泵的流体出口，在混合槽中混合好的抛光液通过所述隔离泵供入化学机械抛光设备。[0010] 其中，所述磁力搅拌器位于混合槽底部和/或侧面，所述磁力搅拌转子外包覆耐酸碱材料，所述耐酸碱材料为PFA(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、聚氯乙烯和/或其他聚乙烯材料中的一种或多种组合。[0011] 其中，所述磁力搅拌装置的数量为一个和/或多个。其中，所述磁力搅拌转子的转速可过控制外置磁力搅拌器调整。[0013] 相应的，本发明还提供了一种抛光液搅拌方法，包括以下步骤：[0014] a.提供待搅拌抛光液，注入抛光液混合槽中；
[0012]
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说 明 书
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b.通过外侧的磁力搅拌器控制混合槽内磁力搅拌转子的搅拌速度，进行搅拌；[0016] c.将搅拌好的抛光液通过隔膜泵提供到化学机械抛光设备。[0017] 其中，在步骤b前还包括步骤:根据实际需要调整所述磁力搅拌装置的数量和位置。
[0018] 本发明通过磁力悬浮搅拌来避免直接搅拌带来的污染问题，即将磁力搅拌器放置于混合槽外部，利于磁性作用力将磁力搅拌转子吸附于混合槽内部。通过这样设计，除可避免直接机械搅拌带来的污染问题外，其放置位置也很灵活，可以放置在混合槽底部或侧壁，增强对抛光液的搅拌效果。
附图说明
[0019] 通过阅读参照以下附图所作的对非性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0020] 图1是现有技术中一个机械搅拌电机的示意图；
[0021] 图2和图3为根据本发明的一个具体实施方式中的磁力搅拌装置的示意图。[0022] 附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
[0023] 本发明提供了一种不使用机械电机而直接搅拌的抛光液搅拌装置和方法，以避免带来机械油污以及其他杂质的问题。具体的，本发明提供了一种抛光液搅拌装置，该装置包括：
[0024] 混合槽，用于盛放抛光液，所述混合槽底部具有供液体流出的下排出口；[0025] 磁力搅拌装置，包括固定在混合槽外侧的磁力搅拌器，以及固定在混合槽内侧的磁力搅拌转子；[0026] 隔膜泵，其流体入口连接所述混合槽底部的下排出口；以及[0027] 化学机械抛光设备，其连接到隔膜泵的流体出口，在混合槽中混合好的抛光液通过所述隔离泵供入化学机械抛光设备。[0028] 其中，所述磁力搅拌器位于混合槽底部和/或侧面，所述磁力搅拌转子外包覆耐酸碱材料，该耐酸碱材料可以为PFA、聚氯乙烯和/或其他聚乙烯材料中的一种或多种组合。
[0029] 其中，所述磁力搅拌装置的数量为一个和/或多个。[0030] 其中，所述磁力搅拌转子的转速可过控制外置磁力搅拌器调整。[0031] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地本发明。[0032] 图2示出了本发明的一个实施例中所述搅拌系统的示意图，该系统用于搅拌IC工艺中化学机械抛光时所采用的抛光液。
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说 明 书
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首先根据化学机械抛光工艺的需求，将所需待搅拌液体添加到混合槽中。所述待搅拌液体包括抛光液、去离子水及对应的化学添加剂其中的一种或多种。其中各部分的比例根据工艺需要设定，添加完成后，进行搅拌。[0034] 在本实施例中，混合槽内的搅拌装置为磁力搅拌转子，其由在混合槽外部的磁力搅拌器进行磁力推动。利用磁性物质同性相斥的特性，通过不断变换磁力搅拌器极性来推动磁性搅拌转子转动，通过磁性搅拌转子的转动带动混合槽内抛光液旋转，使其均匀混合。所述磁性搅拌转子外包覆耐酸碱材料，该耐酸碱材料可以为PFA、聚氯乙烯和/或其他聚乙烯材料中的一种或多种组合。搅拌开始时，首先启动电源，磁力搅拌器及隔膜泵开始工作，二者同时起到对抛光液进行混合搅拌的作用。其中，磁力搅拌转子悬浮在待搅拌液体中，由混合槽外部相应的磁力搅拌器控制，进行一定的运动，如旋转、平移、上升、下降等，具体的运动方式可根据需求进行人为设定，从而完成对混合槽内液体的搅拌；隔膜泵通过使混合槽内的液体在混合槽内形成内循环从而完成搅拌。[0035] 在充分搅拌后，当化学抛光设备需要抛光液供应时，隔膜泵的流体入口连接所述混合槽底部的下排出口，在隔膜泵的压力下，混合好的抛光液被供入化学机械抛光设备，进行相应工艺。
[0036] 在应用中，可根据实际搅拌需要，待搅拌液体的密度、质量等参数灵活调整所述磁力搅拌装置的数量和位置。如图3所示，在本发明的另一个实施例中，所述磁力搅拌装置位于混合槽侧壁。在其他实施例中，所述磁力搅拌装置可以是一个或多个，位于混合槽的底部或侧壁，相互配合，有效提高搅拌效率。
[0037] 本发明通过磁力悬浮搅拌来避免直接搅拌带来的污染问题，即将磁力搅拌器放置于混合槽外部，利于磁性作用力将磁力搅拌转子吸附于混合槽内部。通过这样设计，除可避免直接机械搅拌带来的污染问题外，其放置位置也很灵活，可以放置在混合槽底部和/或侧壁，增强对抛光液的搅拌效果。
[0038] 虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。[0039] 此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
图3
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