[发明专利]一种脉动缓冲器及研磨液供应系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造中的化学机械研磨技术领域，特别涉及一种脉动缓冲器及研磨液供应系统。

背景技术

化学机械抛光(CMP)为芯片加工中必不可少的一道工艺，随着半导体芯片技术的进一步发展，机械研磨抛光技术的作用举足轻重，对研磨液本身质量及供应条件的要求也更为苛刻。

在研磨液供应系统中，通常采用泵将研磨液存储容器中的研磨液抽取至研磨液供应管道中，最终将将研磨液供应到研磨机台上。在输送研磨液时，当泵在起动和关闭时，液体冲击研磨液供应管道，会产生的严重水击，即存在水锤现象。同时，泵采用的“吸取-压送”的往返动作使研磨液供应管道中的液体存在着与泵体中活塞作用频率相同的明显的压力波动即存在脉动现象。由于脉动现象的存在，泵运转供出的研磨液压力几乎成正弦函数变化，当设定压力为110Kpa时，研磨液供应管道中的压力变化范围可达100Kpa，这样产生的水锤现象和脉动现象对研磨液供应管道的损耗较为严重，不稳定的管道压力对研磨液本身及其供应质量也具有负面影响。

为避免产生上述的水锤和脉动现象，现有技术中通常采用增设缓冲器使研磨液供应管道中流出的液体压力和流量平稳。现有技术中的缓冲器分为气囊式、空气式和膜片式等。气囊式缓冲器为在壳体的内部设置有一个皮囊，皮囊内有一定压力的气体。当流经缓冲器的液体压力过大时，在液体压力的作用下，压迫皮囊吸收一定的压力能；当流经缓冲器的液体压力偏低时，皮囊将在囊内压缩气体的作用下释放能量，以求保证管道内的液体压力平衡，消除脉动现象。空气式缓冲器通过向壳体内通入一定气压的气体使流经缓冲器的液体压力保持平衡。膜片式缓冲器通过在壳体内设置一个隔膜将壳体分为上下两个腔体。下腔体通过被输送液体，上腔体通入压缩气体，通过上腔体内的压缩气体吸收液体的脉动，使管道内的液体压力和流量平稳。

但现有技术中的各种脉动缓冲器均具有其各自的缺点：空气式缓冲器会因气体在输送液体中溶解而使其缓冲效果衰减；膜片式缓冲器通过隔膜分隔的压缩气体腔室的伸缩活动范围有限，其只能上下伸缩，不能左右伸缩，而气囊式缓冲器中的气囊伸缩空间灵活，其上下左右均可被压缩或释放，因此膜片式缓冲器的缓冲效果不如气囊式缓冲器，而气囊式缓冲器的成本又较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供脉动缓冲器，以解决通过泵向管道抽取液体时产生水锤现象和脉动现象的问题。

本发明要解决的技术问题还在于提供一种研磨液供应系统，以解决过泵向管道抽取研磨液时产生水锤现象和脉动现象的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种脉动缓冲器，包括壳体，所述壳体的两侧分别设置有液体入口和液体出口；所述壳体内设置有气体腔，其特征在于，所述气体腔的侧壁由可伸缩的伸缩膜组成，所述气体腔的顶面和底面由隔膜和所述壳体的底面组成，所述伸缩膜的一端固定于所述壳体的底面，另一端固定连接所述隔膜；所述气体腔内设置有中心轴和中心轴套，所述中心轴套的底面固定于所述壳体的底面，所述中心轴套的顶面设置有开口，所述中心轴通过所述中心轴套顶面的开口，其第一端连接所述隔膜，第二端位于所述中心轴套内；所述中心轴的第二端具有限位末端，所述限位末端的宽度大于所述中心轴套顶面的开口的间距；所述气体腔的底面设置有气体入口，用于向所述气体腔内通入压缩气体。

可选的，所述限位末端与所述中心轴一体形成。

可选的，所述限位末端为独立部件，通过螺纹与所述中心轴连接。

可选的，所述壳体底面的外侧还固定有中心轴套底座，所述中心轴底座与所述中心轴套的底面连接固定，使所述中心轴套固定于所述壳体的底面。

可选的，所述隔膜和所述伸缩膜的材质为聚四氟乙烯。

本发明还提供了一种采用了上述脉动缓冲器的研磨液供应系统，包括研磨液存储装置、研磨液供应管道、研磨液供给口、泵和脉动缓冲器，所述研磨液供应管道依次将所述研磨液存储装置、泵、脉动缓冲器和所述研磨液供给口连接。

可选的，还包括研磨液回流管道，所述研磨液回流管道的一端连接所述研磨液供给口，另一端连接所述研磨液供应装置。

可选的，所述研磨液供给口还连接将研磨液分配到研磨机台的分配管道。

可选的，所述分配管道为多个，用于将研磨液分配至不同的研磨机台。

可选的，所述研磨液存储装置为多个，所述研磨液供应管道同时连接至所述多个研磨液存储装置中。

可选的，所述研磨液存储装置为多个，所述研磨液供应管道和所述研磨液回流管道同时连接至所述多个研磨液存储装置中。