[發(fā)明專利]控制拋光液濃度穩(wěn)定的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210375488.7
• 申請(qǐng)日: 2012-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN103699143B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堅(jiān);金一諾;王暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號(hào): G05D11/13
• 分類號(hào): G05D11/13
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

本發(fā)明公開了一種控制拋光液濃度穩(wěn)定的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括：儲(chǔ)存槽、控制器、濃度檢測(cè)裝置、液體循環(huán)控制裝置、電鍍裝置、液體排放控制裝置及液體供應(yīng)控制裝置，濃度檢測(cè)裝置檢測(cè)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度及酸根濃度并發(fā)送至控制器，液體循環(huán)控制裝置輸送拋光液輸送至電鍍裝置進(jìn)行電鍍反應(yīng)并將電鍍裝置內(nèi)的液體輸送回儲(chǔ)存槽，電鍍裝置用于電鍍反應(yīng)，液體排放控制裝置將儲(chǔ)存槽中的拋光液排出，液體供應(yīng)控制裝置向儲(chǔ)存槽補(bǔ)充拋光液原液，控制器將接收的金屬離子濃度和酸根濃度分別與設(shè)定的金屬離子目標(biāo)濃度值和酸根目標(biāo)濃度值比較，根據(jù)比較結(jié)果發(fā)送控制指令以調(diào)節(jié)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度和酸根濃度至目標(biāo)濃度值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無應(yīng)力拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制拋光液濃度穩(wěn)定的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在集成電路制造過程中，化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)在單晶硅襯底和多層金屬互連結(jié)構(gòu)的層間全局平坦化方面得到了廣泛的應(yīng)用。化學(xué)機(jī)械拋光可以拋光和平坦化在介質(zhì)材料的非凹陷區(qū)域上形成的金屬層。雖然化學(xué)機(jī)械拋光可以只拋光金屬層而對(duì)電介質(zhì)層沒有影響，然而，由于其強(qiáng)機(jī)械作用力，化學(xué)機(jī)械拋光會(huì)對(duì)集成電路結(jié)構(gòu)帶來一些有害的影響，尤其是隨著極大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的快速發(fā)展，銅和低K或者超低K電介質(zhì)材料被應(yīng)用在極大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路中，由于銅和低K或者超低K電介質(zhì)材料的機(jī)械性能有很大的差別，化學(xué)機(jī)械拋光中的強(qiáng)機(jī)械作用力可能會(huì)對(duì)低K或者超低K電介質(zhì)材料造成永久性的損傷。

為了解決化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)中的缺點(diǎn)，人們?cè)诓粩嗤晟苹瘜W(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的同時(shí)，也在不斷探索和研究新的平坦化技術(shù)，其中，無應(yīng)力拋光技術(shù)被逐漸應(yīng)用在極大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的制造中。無應(yīng)力拋光技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)在超微細(xì)特征尺寸集成電路制造中的缺陷。無應(yīng)力拋光技術(shù)基于電化學(xué)拋光原理，能夠無機(jī)械應(yīng)力的對(duì)金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化。無應(yīng)力拋光需要使用能夠?qū)щ姷膾伖庖海?jīng)過電化學(xué)反應(yīng)后，拋光液內(nèi)金屬離子濃度以及酸根濃度會(huì)發(fā)生變化，金屬離子濃度和酸根濃度是無應(yīng)力拋光技術(shù)中的重要技術(shù)參數(shù)之一，拋光液中的金屬離子濃度和酸根濃度的變化會(huì)影響拋光均勻性，其濃度穩(wěn)定性也直接影響拋光工藝的可重復(fù)性。因此，在無應(yīng)力拋光過程中，維持拋光液中的金屬離子濃度和酸根濃度穩(wěn)定對(duì)提高拋光工藝效果具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種控制拋光液濃度穩(wěn)定的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使拋光液中金屬離子濃度和酸根濃度維持穩(wěn)定，從而提高拋光均勻性、拋光工藝的可重復(fù)性并降低拋光成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種控制拋光液濃度穩(wěn)定的系統(tǒng)，包括：儲(chǔ)存槽、控制器、濃度檢測(cè)裝置、液體循環(huán)控制裝置、電鍍裝置、液體排放控制裝置及液體供應(yīng)控制裝置，其中，儲(chǔ)存槽儲(chǔ)存拋光液，濃度檢測(cè)裝置檢測(cè)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度及酸根濃度并將檢測(cè)到的金屬離子濃度和酸根濃度發(fā)送至控制器，液體循環(huán)控制裝置能夠?qū)?chǔ)存槽中的拋光液輸送至電鍍裝置進(jìn)行電鍍反應(yīng)并將電鍍裝置內(nèi)的液體輸送回儲(chǔ)存槽，電鍍裝置用于電鍍反應(yīng)并將拋光液中的金屬離子回收，液體排放控制裝置能夠?qū)?chǔ)存槽中的拋光液排出，液體供應(yīng)控制裝置能夠向儲(chǔ)存槽補(bǔ)充拋光液原液，控制器接收濃度檢測(cè)裝置發(fā)送的金屬離子濃度和酸根濃度并將接收的金屬離子濃度和酸根濃度分別與設(shè)定的金屬離子目標(biāo)濃度值和酸根目標(biāo)濃度值比較，根據(jù)比較結(jié)果分別向液體循環(huán)控制裝置、電鍍裝置、液體排放控制裝置及液體供應(yīng)控制裝置發(fā)送控制指令以調(diào)節(jié)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度和酸根濃度至目標(biāo)濃度值。

本發(fā)明的另一目的是提供一種控制拋光液濃度穩(wěn)定的方法，該方法包括：

檢測(cè)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度和酸根濃度；

將檢測(cè)到的金屬離子濃度和酸根濃度分別與設(shè)定的金屬離子目標(biāo)濃度值和酸根目標(biāo)濃度值比較，根據(jù)比較結(jié)果分別調(diào)節(jié)儲(chǔ)存槽中拋光液的金屬離子濃度和酸根濃度至目標(biāo)濃度值。