專利名稱：提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造工藝中的化學機械拋光工藝，尤其涉及提高化 學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)以及利用該提高化學機械拋光研磨液使用 率的系統(tǒng)提高化學機械拋光研磨液使用率的方法。
背景技術：
研磨液是化學機械拋光工藝的重要的耗材之一，其用量大約占工藝總
成本的30%以上。研磨液的主要成分為研磨顆粒、化學反應劑、PH穩(wěn)定 劑、表面活性劑及去離子水等。在主研磨階段，在硅片表面有效面積區(qū)域 的研磨液的各組分是一個動態(tài)的平衡體系。隨著研磨的進行，研磨液中的 化學成分及研磨顆粒將會有一定程度的消耗，硅片表面去除下來的物質成 分卻會增加，但研磨墊上新的研磨液的流入會及時補充有效成分的消耗并 稀釋硅片表面去除下來的物質，最終達到平衡。
圖1為已有技術的化學機械拋光裝置示意圖，當晶片60被晶片傳送組 件3搬放到研磨盤40上的研磨墊50上之后，研磨液10經(jīng)過研磨液供給裝 置將研磨液原液10傳送到研磨盤40上的研磨墊50的表面，在研磨過程中 未經(jīng)使用的研磨液原液，通常隨著研磨過的研磨液從研磨墊50上流出，并 且通過廢液管路直接排掉。
在現(xiàn)有的工藝中，通常有60%-75%未經(jīng)使用的研磨液原液在離心作用 下隨著經(jīng)過研磨的研磨液被甩離研磨墊，并通過廢液管路直接排掉。造成了工藝過程中很大的浪費，增加了工藝成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高化學機械拋光研磨液使用 率的系統(tǒng)，可以減少在化學機械拋光工藝中研磨液的浪費，從而提高化學
機械拋光研磨液的使用率；為此，本發(fā)明還提供一種利用該提高化學機械 拋光研磨液使用率的系統(tǒng)提高化學機械拋光研磨液使用率的方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng) 的技術方案是，包括化學機械拋光裝置，將研磨液原液傳送到研磨墊表面 的研磨液供給裝置，接受從研磨墊上流出的研磨液的管路，還包括一個實 時檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)的檢測裝置， 一個研磨液再循環(huán)管路， 該研磨液再循環(huán)管路一端與接受從研磨墊上流出的研磨液的管路相連接， 另一端與研磨液供給裝置相連接，從該研磨液再循環(huán)管路一端流出的研磨 液作為再循環(huán)研磨液與研磨液供給裝置中流出的研磨液原液相互匯合，并 且該匯合后的研磨液通過研磨液供給裝置傳送到研磨墊的表面。
作為本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)的另一種進一步改 進是，包括一個接在研磨液供給裝置的可以控制研磨液原液流量的計量閥， 還包括一個接在研磨液再循環(huán)管路上可以控制從該管路上傳送到研磨墊表 面的再循環(huán)研磨液流量的計量閥。
本發(fā)明還提供一種利用本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng) 來提高化學機械拋光研磨液使用率的方法，包括以下步驟第一步，實時 檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)；第二步，確定研磨墊上流出的研磨液參數(shù)符合工藝要求；第三步，使循環(huán)使用液的研磨液與研磨液原液的混合 研磨液達到工藝要求并將混合研磨液輸送到研磨墊的表面。
本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)在原有的化學機械拋光 裝置增加了一個研磨液再循環(huán)管路，該一個研磨液再循環(huán)管路將部分從研 磨墊上流出的研磨液再循環(huán)與原液以一定的比例混合，傳送到研磨墊上進 行再利用，從而提高化學機械拋光研磨液使用率、降低工藝成本。而本發(fā) 明提高化學機械拋光研磨液使用率的方法，在檢測從研磨墊上流出的研磨 液參數(shù)之，最大限度的利用再循環(huán)研磨液，從而提高研磨液的利用率，降 低工藝成本。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明 圖l為已有技術的化學機械拋光裝置示意圖； 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖； 圖3為本發(fā)明方法流程示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，包括化 學機械拋光裝置100，研磨液原液供給裝置200，將研磨液原液從研磨液供 給裝置200傳送到化學機械拋光裝置的研磨墊上的輸出端管路800，接受從 研磨墊上流出的研磨液的管路700，還包括一個研磨液再循環(huán)管路900，該 研磨液再循環(huán)管路900 —端與接受從研磨墊上流出的研磨液的管路700相 連接，另一端與將研磨液原液從研磨液供給裝置200傳送到化學機械拋光裝置的研磨墊上的輸出端管路800相連接。
設置在接受從研磨墊上流出的研磨液的管路700上的實時檢測裝置 400。該檢測裝置能夠檢測從研磨墊上流出的研磨液的反映劑濃度、研磨顆 粒的粒徑分布，并且該檢測裝置可以是光學檢測裝置、或者色譜檢測裝置， 或者質譜檢測裝置。
還包括設置在將研磨液原液從研磨液供給裝置200傳送到化學機械拋 光裝置的研磨墊上的輸出端管路800上的計量閥500，該計量閥500可以測 量和控制通過其中的研磨液原液的流量，設置在該研磨液再循環(huán)管路900 上的計量閥600，該計量閥600可以測量和控制通過其中的研磨液循環(huán)液的 流量。
當利用本發(fā)明提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)提高研磨液的使 用率時，研磨液原液從研磨液供給裝置200經(jīng)過輸出端管路800，由計量閥 500控制流量，被傳送到化學機械拋光裝置100的研磨墊上，經(jīng)過研磨后的 研磨液和由于研磨墊的旋轉產(chǎn)生的離心力沒有經(jīng)過研磨的研磨液由接受從 研磨墊上流出的研磨液的管路700收集并傳輸，設置在管路700上的檢測 裝置400檢測該混合研磨液的反映劑濃度、研磨顆粒的粒徑分布。這時， 首先實時檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)，研磨液參數(shù)符合工藝要求， 可進行循環(huán)利用，使從該研磨液再循環(huán)管路900 —端流出的循環(huán)使用液的 研磨液與研磨液供給裝置100中流出研磨液原液的混合研磨液達到工藝要 求并將混合研磨液輸送到研磨墊的表面。
例如，當對Si02進行研磨時，首先測得循環(huán)利用研磨液中研磨顆粒的含量為10%至15。％，循環(huán)利用研磨液中研磨顆粒的ra范圍為10至11. 5，
發(fā)現(xiàn)該循環(huán)使用液的研磨液的物理參數(shù)滿足規(guī)格，將循環(huán)利用研磨液與原
液按照5%至10%的比例進行混合，傳送到研磨墊的表面再利用。
本發(fā)明通過在原有的化學機械拋光裝置增加了一個研磨液再循環(huán)管 路，將部分從研磨墊上流出的研磨液與原液以一定的比例混合，傳送到研 磨墊上進行再利用，提高化學機械拋光研磨液使用率。本發(fā)明提高化學機 械拋光研磨液使用率的方法，在檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)之后計 算研磨液原液和再循環(huán)研磨液的比例，最大限度的利用再循環(huán)研磨液，降 低工藝成本。
權利要求
1. 一種提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，包括化學機械拋光裝置，將研磨液原液傳送到研磨墊表面的研磨液供給裝置，接受從研磨墊上流出的研磨液的管路，其特征在于，還包括一個實時檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)的檢測裝置，一個研磨液再循環(huán)管路，該研磨液再循環(huán)管路一端與接受從研磨墊上流出的研磨液的管路相連接，另一端與研磨液供給裝置相連接，從該研磨液再循環(huán)管路一端流出的研磨液作為再循環(huán)研磨液與研磨液供給裝置中流出的研磨液原液相互匯合，并且該匯合后的研磨液通過研磨液供給裝置傳送到研磨墊的表面。
2. 根據(jù)權利要求1所述的提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，其特征在于，包括一個接在研磨液供給裝置的可以控制研磨液原液流量的計 量閥，還包括一個接在研磨液再循環(huán)管路上可以控制從該管路上傳送到研 磨墊表面的再循環(huán)研磨液流量的計量閥。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)， 其特征在于，傳送到研磨墊表面的再循環(huán)研磨液占研磨液原液和再循環(huán)研 磨液和研磨液原液總和的5%至95%。
4. 根據(jù)權利要求1所述的提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，其 特征在于，所述的檢測裝置可以檢測研磨液的反映劑濃度、研磨顆粒的粒 徑分布、PH值。
5. 根據(jù)權利要求1所述的提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，其 特征在于，所述的檢測裝置為光學檢測裝置、或者色譜檢測裝置，或者質 譜檢測裝置、PH值檢測裝置。
6. —種利用權利要求1所述的裝置提高化學機械拋光研磨液使用率的 方法，包括以下步驟第一步，實時檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)； 第二步，確定研磨墊上流出的研磨液參數(shù)符合工藝要求；第三步，使循環(huán) 使用液的研磨液與研磨液原液的混合研磨液達到工藝要求并將混合研磨液 輸送到研磨墊的表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高化學機械拋光研磨液使用率的系統(tǒng)，包括化學機械拋光裝置，研磨液供給裝置，接受從研磨墊上流出的研磨液的管路，研磨液再循環(huán)管路，從研磨液再循環(huán)管路一端流出的研磨液與研磨液供給裝置中流出的研磨液原液匯合通過研磨液供給裝置傳送到研磨墊的表面。本發(fā)明還公開了一種提高化學機械拋光研磨液使用率的方法，包括以下步驟1.實時檢測從研磨墊上流出的研磨液參數(shù)；2.確定研磨墊上流出的研磨液參數(shù)符合工藝要求；3.使循環(huán)使用液的研磨液與研磨液原液的混合研磨液達到工藝要求并將混合研磨液輸送到研磨墊的表面。本發(fā)明提高了研磨液的使用率。
文檔編號B24B57/00GK101450461SQ20071009439
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權日2007年12月6日
發(fā)明者方精訓, 程曉華 申請人:上海華虹Nec電子有限公司