[发明专利]控制抛光液浓度稳定的系统和方法

说明书

本发明公开了一种控制抛光液浓度稳定的系统和方法，该系统包括：储存槽、控制器、浓度检测装置、液体循环控制装置、电镀装置、液体排放控制装置及液体供应控制装置，浓度检测装置检测储存槽中抛光液的金属离子浓度及酸根浓度并发送至控制器，液体循环控制装置输送抛光液输送至电镀装置进行电镀反应并将电镀装置内的液体输送回储存槽，电镀装置用于电镀反应，液体排放控制装置将储存槽中的抛光液排出，液体供应控制装置向储存槽补充抛光液原液，控制器将接收的金属离子浓度和酸根浓度分别与设定的金属离子目标浓度值和酸根目标浓度值比较，根据比较结果发送控制指令以调节储存槽中抛光液的金属离子浓度和酸根浓度至目标浓度值。

技术领域

本发明涉及无应力抛光技术领域，尤其涉及一种控制抛光液浓度稳定的系统和方法。

背景技术

在集成电路制造过程中，化学机械抛光（CMP）技术在单晶硅衬底和多层金属互连结构的层间全局平坦化方面得到了广泛的应用。化学机械抛光可以抛光和平坦化在介质材料的非凹陷区域上形成的金属层。虽然化学机械抛光可以只抛光金属层而对电介质层没有影响，然而，由于其强机械作用力，化学机械抛光会对集成电路结构带来一些有害的影响，尤其是随着极大规模集成电路和超大规模集成电路的快速发展，铜和低K或者超低K电介质材料被应用在极大规模集成电路和超大规模集成电路中，由于铜和低K或者超低K电介质材料的机械性能有很大的差别，化学机械抛光中的强机械作用力可能会对低K或者超低K电介质材料造成永久性的损伤。

为了解决化学机械抛光技术中的缺点，人们在不断完善化学机械抛光技术的同时，也在不断探索和研究新的平坦化技术，其中，无应力抛光技术被逐渐应用在极大规模集成电路和超大规模集成电路的制造中。无应力抛光技术能够克服传统的化学机械抛光技术在超微细特征尺寸集成电路制造中的缺陷。无应力抛光技术基于电化学抛光原理，能够无机械应力的对金属互联结构进行平坦化。无应力抛光需要使用能够导电的抛光液，经过电化学反应后，抛光液内金属离子浓度以及酸根浓度会发生变化，金属离子浓度和酸根浓度是无应力抛光技术中的重要技术参数之一，抛光液中的金属离子浓度和酸根浓度的变化会影响抛光均匀性，其浓度稳定性也直接影响抛光工艺的可重复性。因此，在无应力抛光过程中，维持抛光液中的金属离子浓度和酸根浓度稳定对提高抛光工艺效果具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制抛光液浓度稳定的系统，该系统能够使抛光液中金属离子浓度和酸根浓度维持稳定，从而提高抛光均匀性、抛光工艺的可重复性并降低抛光成本。

为实现上述目的，本发明提供的一种控制抛光液浓度稳定的系统，包括：储存槽、控制器、浓度检测装置、液体循环控制装置、电镀装置、液体排放控制装置及液体供应控制装置，其中，储存槽储存抛光液，浓度检测装置检测储存槽中抛光液的金属离子浓度及酸根浓度并将检测到的金属离子浓度和酸根浓度发送至控制器，液体循环控制装置能够将储存槽中的抛光液输送至电镀装置进行电镀反应并将电镀装置内的液体输送回储存槽，电镀装置用于电镀反应并将抛光液中的金属离子回收，液体排放控制装置能够将储存槽中的抛光液排出，液体供应控制装置能够向储存槽补充抛光液原液，控制器接收浓度检测装置发送的金属离子浓度和酸根浓度并将接收的金属离子浓度和酸根浓度分别与设定的金属离子目标浓度值和酸根目标浓度值比较，根据比较结果分别向液体循环控制装置、电镀装置、液体排放控制装置及液体供应控制装置发送控制指令以调节储存槽中抛光液的金属离子浓度和酸根浓度至目标浓度值。

本发明的另一目的是提供一种控制抛光液浓度稳定的方法，该方法包括：

检测储存槽中抛光液的金属离子浓度和酸根浓度；

将检测到的金属离子浓度和酸根浓度分别与设定的金属离子目标浓度值和酸根目标浓度值比较，根据比较结果分别调节储存槽中抛光液的金属离子浓度和酸根浓度至目标浓度值。