研磨剂容器及研磨剂供应方法与流程

1.本发明涉及研磨技术领域，尤其涉及一种研磨剂容器及研磨剂供应方法。


背景技术：

2.随着半导体器件的高集成度的增加，平坦化工作变得非常重要，用于平坦化的制造技术是化学机械研磨工艺。化学机械研磨工艺具有化学及机械研磨功能，通常化学反应依据研磨剂进行。此外，研磨剂中粒子的种类分为气相法二氧化硅，二氧化铈，胶态二氧化硅，氧化铝等多类。根据每个粒子的制造方法及使用者的不同，平均尺寸不同，同一粒子的平均尺寸的分布也不同。研磨剂粒子的平均尺寸与化学机械研磨工艺后产生的器件表面的划伤现象密切相关。
3.通常情况下，一个容器内存在比粒子平均尺寸大10倍甚至100倍以上的大尺寸粒子。这些比平均尺寸更大的粒子是化学机械研磨工艺后产生的划伤现象的主要原因。


技术实现要素：

4.本发明提供的研磨剂容器及研磨剂供应方法，能够在供应研磨剂的同时对研磨剂进行采样，便于控制研磨剂的供应。
5.第一方面，本发明提供一种研磨剂容器，包括：
6.容器主体；
7.供应管道；贯穿所述容器主体的顶部并与所述容器主体顶部连接，所述供应管道的一端设置于容器主体内；所述供应管道的另一端与喷嘴连接，用于向所述喷嘴供应研磨剂；
8.采样管道；贯穿所述容器主体的顶部并与所述容器主体顶部连接，所述采样管道的一端设置与容器主体内；
9.粒径检测模块，与所述采样管道的另一端连接，用于检测所述采样管道中的研磨剂中的颗粒粒径。
10.可选地，所述粒径检测模块包括：
11.模块主体；
12.粒径传感器，设置在所述模块主体内；所述粒径传感器用于检测所述采样管道供应的研磨剂中的颗粒粒径；
13.控制阀，设置在所述模块主体内，并设置在所述采样管道上；所述控制阀用于控制所述采样管道中研磨剂的流量。
14.可选地，所述粒径传感器为激光衍射类型的传感器。
15.可选地，所述采样管道或所述供应管道的外径尺寸为1/8英寸，1/4英寸，3/8英寸，1/2英寸或3/4英寸。
16.可选地，所述采样管道在所述容器主体内的一端的高度，高于所述供应管道在所述容器主体的一端的高度。
17.本发明提供的研磨剂容器，具备供应管道和采样管道，在工作时，将供应管道向研磨剂的喷嘴供应研磨剂，同时，采样管道对研磨剂采样并送至粒径分析模块，粒径分析模块通过对研磨剂中的颗粒进行分析，得到研磨剂中的颗粒的平均粒径以及比平均粒径大的颗粒的分布。从而能够依据研磨剂中颗粒的粒径分布对研磨液的供应过程进行调整，减少大颗粒对半导体器件的损伤。
18.第二方面，本发明提供一种研磨剂供应方法，包括：
19.在向研磨装置供应研磨剂的同时对所述研磨剂进行采样；
20.将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析；
21.依据所述颗粒粒径分析结果，实时控制向所述研磨装置供应的研磨剂的量。
22.可选地，所述将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析包括：
23.计算所述颗粒的平均粒径；
24.依据所述颗粒的平均粒径，计算粒径大于所述平均粒径的颗粒的尺寸和数量。
25.可选地，在采样过程中，采用控制阀控制采样的流量。
26.可选地，向所述研磨装置供应的研磨剂的抽取高度，高于对所述研磨剂进行采样的抽取高度。
27.可选地，将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析时，采用激光衍射类型的传感器进行粒径采集。
28.本发明提供的研磨剂供应方法，在工作时，将供应管道向研磨剂的喷嘴供应研磨剂，同时，采样管道对研磨剂采样并送至粒径分析模块，粒径分析模块通过对研磨剂中的颗粒进行分析，得到研磨剂中的颗粒的平均粒径以及比平均粒径大的颗粒的分布。从而能够依据研磨剂中颗粒的粒径分布对研磨液的供应过程进行调整，减少大颗粒对半导体器件的损伤。
附图说明
29.图1为本发明一实施例研磨剂容器的示意图；
30.图2为本发明一实施例研磨剂容器采样管道与粒径检测模块连接的示意图。
具体实施方式
31.以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。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公开的概念。
32.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
33.在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元
件“下”。
34.本实施例提供一种研磨剂容器，如图1所示，包括：容器主体1；供应管道2；贯穿容器主体1的顶部并与容器主体1顶部连接，供应管道2的一端设置于容器主体1内；供应管道2的另一端与喷嘴连接，用于向喷嘴供应研磨剂；采样管道3；贯穿容器主体1的顶部并与容器主体1顶部连接，采样管道3的一端设置与容器主体1内；粒径检测模块，与采样管道3的另一端连接，用于检测采样管道中的研磨剂中的颗粒粒径。
35.在本实施例中，容器主体1为一个桶形容器，主要用来对研磨剂进行容置，例如，用来容置具有气相法二氧化硅，二氧化铈，胶态二氧化硅或氧化铝等颗粒的研磨剂；供应管道2则是一端插入到桶内，从而能够将研磨剂供应到喷嘴，通过喷嘴喷洒到晶圆和研磨垫上，从而对晶圆进行研磨；采样管道3同样需要将一端插入桶内，通过抽取桶内的研磨剂对研磨剂所具有的颗粒进行分析。通常情况下，研磨剂中粒子的平均尺寸因粒子种类不同而有所差异，在同类粒子中，不同的制造方法也有所不同。一般而言，气相二氧化硅粒子的粒径为1000纳米，胶体二氧化硅的粒子为70～90纳米，氧化铈的粒子和氧化铝的粒子分别为100纳米和200纳米至1000纳米等，采样管道3在供应管道2供应研磨剂的同时进行采样，通过粒径分析模块判断平均粒径相对于当前所使用的研磨剂种类的大小，同时能够分析大于平均粒径的颗粒的分布，例如，大于平均粒径的颗粒主要集中在某一个粒径尺寸范围内，或者大于平均粒径的颗粒均匀分布粒径范围内。通过实时检测研磨剂颗粒得到的数据，实时的对供应管道2的供应的研磨剂进行调整，从而能够避免大颗粒对器件表面的划伤。
36.作为本实施例可选地实施方式，粒径检测模块包括：模块主体41；粒径传感器43，设置在模块主体41内；粒径传感器43用于检测采样管道3供应的研磨剂中的颗粒粒径；控制阀42，设置在模块主体41内，并设置在采样管道3上；控制阀42用于控制采样管道3中研磨剂的流量。在本实施方式中，模块主体41主要起保护和固定作用，将模块主体41固定在特定的位置，同时还能够对内部的控制阀42和粒径传感器43进行保护；而粒径传感器43则主要用来测量采样得到的研磨剂的粒径，作为优选的实施方式，粒径传感器43可以选用激光衍射类型的传感器43，采用激光对采样得到的研磨剂进行照射，得到激光的衍射角度，并将光信号转化成电信号后发送至对应的软件进行处理，即可得到颗粒的分布规律；控制阀42则用来控制采样的流量，通常情况下，采样的管道应当采用较小的流量，以避免对研磨剂的浪费，在一些情况下，如果小流量的采样难以完成对颗粒尺寸的测量，则需要通过控制阀42对流量进行调整。
37.作为本实施例优选的实施方式，采样管道3或供应管道2的外径尺寸为1/8英寸，1/4英寸，3/8英寸，1/2英寸或3/4英寸。在本实施例中，采样管道3可以与供应管道2的外径尺寸相同，也可以不同。例如，可以选用1/4英寸的采样管道3，3/8英寸供应管道2，也可以选用1/2英寸的供应管道2，3/4英寸采样管道3。
38.作为本实施例优选的实施方式，采样管道3在容器主体1内的一端的高度，高于供应管道2在容器主体1的一端的高度。本实施方式中，将采样管道3和供应管道2设置在不同的高度，从而，当供应管道2和采样管道3同时抽取研磨剂时，能够避免相互之间的扰动。
39.本实施例提供的研磨剂容器，具备供应管道2和采样管道3，在工作时，将供应管道2向研磨剂的喷嘴供应研磨剂，同时，采样管道3对研磨剂采样并送至粒径分析模块，粒径分析模块通过对研磨剂中的颗粒进行分析，得到研磨剂中的颗粒的平均粒径以及比平均粒径
大的颗粒的分布。从而能够依据研磨剂中颗粒的粒径分布对研磨液的供应过程进行调整，减少大颗粒对半导体器件的损伤。
40.本实施例提供一种研磨剂供应方法，包括：在向研磨装置供应研磨剂的同时对研磨剂进行采样；将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析；依据颗粒粒径分析结果，实时控制向研磨装置供应的研磨剂的量。本实施例中，在供应研磨剂的同时对研磨剂进行采样，通过对研磨剂的颗粒分布规律的分析，控制研磨剂的供应。通常情况下，研磨剂中粒子的平均尺寸因粒子种类不同而有所差异，在同类粒子中，不同的制造方法也有所不同。一般而言，气相二氧化硅粒子的粒径为1000纳米，胶体二氧化硅的粒子为70～90纳米，氧化铈的粒子和氧化铝的粒子分别为100纳米和200纳米至1000纳米等，采样管道3在供应管道2供应研磨剂的同时进行采样，通过粒径分析模块判断平均粒径相对于当前所使用的研磨剂种类的大小，同时能够分析大于平均粒径的颗粒的分布，例如，大于平均粒径的颗粒主要集中在某一个粒径尺寸范围内，或者大于平均粒径的颗粒均匀分布粒径范围内。通过实时检测研磨剂颗粒得到的数据，实时的对供应管道2的供应的研磨剂进行调整，从而能够避免大颗粒对器件表面的划伤。
41.作为本实施例可选地实施方式，将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析包括：计算颗粒的平均粒径；依据颗粒的平均粒径，计算粒径大于平均粒径的颗粒的尺寸和数量。通过分析平均粒径以及大于平均粒径的颗粒的尺寸和数量的分布，能够了解研磨剂的状态，有利于在供应过程中对研磨剂的调节。
42.作为本实施例可选地实施方式，在采样过程中，采用控制阀42控制采样的流量。控制阀42用来控制采样的流量，通常情况下，采样的管道应当采用较小的流量，以避免对研磨剂的浪费，在一些情况下，如果小流量的采样难以完成对颗粒尺寸的测量，则需要通过控制阀42对流量进行调整。
43.作为本实施例可选地实施方式，向研磨装置供应的研磨剂的抽取高度，高于对研磨剂进行采样的抽取高度。本实施方式中，将采样管道3和供应管道2设置在不同的高度，从而，当供应管道2和采样管道3同时抽取研磨剂时，能够避免相互之间的扰动。
44.作为本实施例可选地实施方式，将采样出的研磨剂进行颗粒粒径分析时，采用激光衍射类型的传感器43进行粒径采集。采用激光对采样得到的研磨剂进行照射，得到激光的衍射角度，并将光信号转化成电信号后发送至对应的软件进行处理，即可得到颗粒的分布规律。
45.本实施例提供的研磨剂供应方法，在工作时，将供应管道2向研磨剂的喷嘴供应研磨剂，同时，采样管道3对研磨剂采样并送至粒径分析模块，粒径分析模块通过对研磨剂中的颗粒进行分析，得到研磨剂中的颗粒的平均粒径以及比平均粒径大的颗粒的分布。从而能够依据研磨剂中颗粒的粒径分布对研磨液的供应过程进行调整，减少大颗粒对半导体器件的损伤。
46.在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
47.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。