專利名稱：研磨液的配制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種容置液體的裝置，尤其涉及一種研磨液的配制裝置。
背景技術：
在半導體生產加工工藝中，化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，簡 稱CMP)是晶圓(Wafer)加工中必不可少的一道工藝。在這個工藝中，研磨液(slurry)是 工藝中最重要的原材料之一；其質量(如顆粒物質的大小和多少)直接影響著晶圓的研磨 速率，平整度及缺陷。在一般的化學機械研磨機臺上，通常有三個研磨臺(Platen)，依次分為用于粗磨 的研磨臺，用于細磨的研磨臺以及用于精磨或清洗的研磨臺。這三種研磨臺在進行研磨時 都需要使用研磨液，而所用的研磨液一般不是直接使用廠商提供的原液，而是需要加水和 一些化學藥品在研磨液的配制裝置中進行混合后才能使用。因此，研磨液的配制過程對于 化學機械研磨的制程而言極為重要。現有研磨液的配制裝置結構如圖1所示，其包括用于容置研磨液的容器1以及三 個接入所述容器1內的管路，分別為原液管2、水管3和化學藥劑管4。所述原液管2用于 向所述容器1輸入研磨液原液。所述水管3用于向所述容器1輸入去離子水(DIW)。所述 化學藥劑管4用于向所述容器1輸入化學藥品。所述水管3和原液管2伸入所述容器1的 內部并直至所述容器1的底部。在配制研磨液時，按比例依次向所述容器1加入研磨液原 液、去離子水和化學藥品。然而，現有的研磨液的配制裝置在配制研磨液的過程中，向研磨液的原液中加水 通常是直接一根管路(水管3)插入容器1中。由于水的流量很大，因此，會導致水管3出 口附近液體濃度劇烈變化，且水管3出口附近的濃度相比遠離出口的地方稀很多，以至于 研磨液原液中的研磨顆粒會出現聚集現象，形成大的聚集顆粒，這些大的顆粒容易劃傷晶 圓表面。同時，在研磨液使用完后，容器1內壁會殘留有研磨液，研磨液在容器1內壁久置、 干燥容易形成結晶。當這些結晶及大顆粒物質掉入研磨液中，極易造成晶圓表面的劃傷， 以致對產品的良率產生很大影響。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種研磨液的配制裝置，通過在容器的內腔上部設有 與水管接通的噴嘴，使得去離子水可以霧狀噴入容器中，并可在每次配制研磨液的過程中 沖洗容器內壁，從而有效防止研磨液結晶。為了達到上述的目的，本實用新型采用如下技術方案一種研磨液的配制裝置，包括容器和分別接入所述容器的水管、原液管和化學藥 劑管，所述容器的內腔上部設有向下噴霧的噴嘴，所述噴嘴與所述水管相連接。可選的，所述噴嘴為螺旋噴嘴。可選的，所述噴嘴的噴霧角度為60-170度。
3[0011]可選的，所述噴嘴采用實心錐形螺旋噴嘴。可選的，所述噴嘴采用空心錐形螺旋噴嘴。可選的，所述噴嘴包括螺母、接頭和錐形螺旋噴頭，所述接頭和所述錐形螺旋噴頭 分別設置在所述螺母的兩端，所述螺母、螺紋接頭和錐形螺旋噴頭的內部分別中空且相互 連通，所述接頭和所述水管連接。可選的，所述接頭采用螺紋接口或法蘭接口。可選的，所述噴嘴采用不銹鋼、陶瓷、碳化硅或塑料。可選的，所述噴嘴設置在所述容器橫截面的中心部位。可選的，所述原液管伸入所述容器內部并直至容器底部。本實用新型的有益效果如下本實用新型研磨液的配制裝置通過在容器的頂部設置與水管接通的噴嘴，尤其是 螺旋噴嘴，使得水可以大角度錐面霧狀形式噴入容器中，使得容器內各個部位的研磨液的 濃度差不多，從而避免了研磨液由于濃度相差較大或局部劇變而產生顆粒聚集現象。另外， 尤其當噴嘴的噴射角度比較大時，噴嘴可以在每次配制研磨液的過程中沖洗容器內壁，使 得容器內壁上的研磨液流到下面并且使得容器內壁始終處于濕潤狀態，從而進一步防止容 器內壁上的研磨液結晶。可以具有更好的防止研磨液結晶的效果。
本實用新型的研磨液的配制裝置由以下的實施例及附圖給出。圖1是現有的研磨液的配制裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型研磨液的配制裝置的結構示意圖；圖3是本實用新型中的噴嘴的結構示意圖；圖中，1-容器、2-原液管、3-水管、4-化學藥劑管、5-噴嘴，51-接頭，52-螺母， 53-錐形螺旋噴頭。
具體實施方式
以下將對本實用新型的研磨液的配制裝置作進一步的詳細描述。下面將參照附圖對本實用新型進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優選 實施例，應該理解本領域技術人員可以修改在此描述的本實用新型而仍然實現本實用新型 的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領域技術人員的廣泛知道，而并不作為對 本實用新型的限制。為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能 和結構，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節而混亂。應當認為在任何實際實施例 的開發中，必須作出大量實施細節以實現開發者的特定目標，例如按照有關系統或有關商 業的限制，由一個實施例改變為另一個實施例。另外，應當認為這種開發工作可能是復雜和 耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規工作。為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實 施方式作進一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率， 僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。[0029]請參閱圖2，這種研磨液的配制裝置，包括容器1和分別接入所述容器1的原液管 2、水管3和化學藥劑管4。所述容器1的內腔上部設有向下噴霧的噴嘴5，所述噴嘴5與所 述水管3相連接。所述噴嘴5為螺旋噴嘴。所述噴嘴5的噴霧角度為60-170度。本實施例中，所 述噴嘴5的噴霧角度80度。所述噴嘴5可以采用實心錐形螺旋噴嘴，也可以采用空心錐形 螺旋噴嘴。本實施例中，所述噴嘴5采用空心錐形螺旋噴嘴。請參閱圖3，本實施例中，所述噴嘴5的具體結構如下所述噴嘴5包括螺母52和 接頭51和錐形螺旋噴頭53。所述接頭51與所述水管3連接。所述接頭51可以采用螺紋 接口或法蘭接口，本實施例中，采用螺紋接口。所述接頭51和所述錐形螺旋噴頭53分別設 置在所述螺母52的兩端，所述接頭51、螺母52和錐形螺旋噴頭53的內部分別中空且相互 連通。所述螺母52和接頭51內部是圓柱形孔。所述錐形螺旋噴頭53的內部是錐型孔。所述噴嘴5固定設置在所述容器1的橫截面的中心部位，本實施例中所述噴嘴5 固定設置在所述容器1的頂板內壁的中心部位，如此使得水管3中的離子水可以均勻噴灑 容器內部，使得容器1內部的研磨液均勻變稀，防止局部濃度突變而產生研磨液顆粒聚集 現象，形成大的聚集顆粒。所述原液管2伸入所述容器1內部并直至所述容器1的底部，如此可以減少研磨 液原液附在容器1側壁的幾率，在一定程度上起到防止研磨液結晶的作用。所述噴嘴5可以采用不銹鋼、陶瓷、碳化硅或塑料，本實施例中采用不銹鋼材質。本實用新型是這樣工作的請結合參閱圖2-3:首先，通過原液管2往容器1中加入研磨液原液。接著，按照研磨液原液和去離子水的配比，通過水管3及其上的噴嘴5向容器1內 部均勻噴霧(即去離子水)。本實施例中，所述噴嘴5采用螺旋噴嘴。該螺旋噴嘴的原理如下所述螺旋噴嘴的錐形螺旋噴頭53是連續變小的螺旋線 體，液體在不斷經螺旋線相切后改變方向成片狀噴射成同心軸狀錐體。螺旋噴嘴的霧化機 理是將液體在壓力的作用下通過小孔噴出，實現壓力勢能向動能的轉換，從而獲得較高的 流動速度，通過與螺旋線體的剪切作用，實現液體的霧化，同時，螺旋線體的剪切作用也改 變了霧化后液滴的運動方向，使液體以同心軸狀錐體噴出。其整個過程實際上是液體的壓 力與液體的表面張力和粘滯力之間相互競爭的過程，液體的表面張力試圖使液體保持球形 (此時液滴的表面能最小)，液體的粘滯力則阻礙液體的變形，而當外力作用足以克服表面 張力和液體粘滯力時，液體就會破碎成許多液滴。因此，增設噴嘴5，一方面可以使得水管3中的去離子水以霧狀形式均勻添加到研 磨液中，從而有效避免研磨液的濃度產生局部突變而引發研磨液產生顆粒聚集現象，防止 大顆粒物質產生進而在隨后的工藝中劃傷晶圓。另一方面，噴嘴5的也可以有效沖洗容器 1內壁，既去除了附著在容器1內壁的研磨液，又可以保持容器1內壁處于濕潤狀態，因此， 在一定程度上也起到防止研磨液結晶的作用。最后，通過化學藥劑管4往容器1內加入所需量的化學藥劑。以上是整個研磨液的配制過程。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用
5新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及 其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求一種研磨液的配制裝置，包括容器和分別接入所述容器的水管、原液管和化學藥劑管，其特征在于，所述容器的內腔上部設有向下噴霧的噴嘴，所述噴嘴與所述水管相連接。
2.如權利要求1所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴為螺旋噴嘴。
3.如權利要求2所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴的噴霧角度為 60-170 度。
4.如權利要求2所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴采用實心錐形螺旋 噴嘴。
5.如權利要求2所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴采用空心錐形螺旋 噴嘴。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴包括 螺母、接頭和錐形螺旋噴頭，所述接頭和所述錐形螺旋噴頭分別設置在所述螺母的兩端，所 述螺母、螺紋接頭和錐形螺旋噴頭的內部分別中空且相互連通，所述接頭和所述水管連接。
7.如權利要求6所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述接頭采用螺紋接口或法蘭接口。
8.如權利要求1所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴采用不銹鋼、陶瓷、 碳化硅或塑料。
9.如權利要求1所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述噴嘴設置在所述容器的 橫截面的中心部位。
10.如權利要求1所述的研磨液的配制裝置，其特征在于，所述原液管伸入所述容器內 部并直至容器底部。
專利摘要本實用新型涉及一種容置液體的裝置，尤其涉及一種研磨液的配制裝置。這種研磨液的配制裝置，包括容器和分別接入所述容器的水管、原液管和化學藥劑管，所述容器的內腔上部設有向下噴霧的噴嘴，所述噴嘴與所述水管相連接。這種研磨液的配制裝置由于在容器的頂部設置噴嘴，尤其是螺旋噴嘴，一方面可以以霧狀形式將水管中的去離子水均勻添加到研磨液中，從而有效避免研磨液的濃度產生局部突變，而引發研磨液產生聚集形成大顆粒物質，以致接下來的工藝中劃傷晶圓。另一方面，噴嘴的噴霧也可以有效沖洗容器內壁，去除附著在容器內壁的研磨液。同時，可以保持容器內壁處于濕潤狀態，在一定程度上也起到防止研磨液結晶的作用。
文檔編號B01F3/08GK201768502SQ201020181588
公開日2011年3月23日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者余文軍, 吳虎, 曹開瑋, 王懷鋒 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;武漢新芯集成電路制造有限公司