技术领域
[0001] 本
发明属于
化学机械抛光领域，涉及一种抛光液供给系统。
背景技术
[0002] 将
半导体组件制作芯片的过程中，在进行
外延之前，为了确保芯片表面的平整度或是减少芯片的厚度，都会进行研抛工艺。目前常用的研抛方式为化学机械抛光(CMP)，芯片在研抛时，必须加入抛光液进行研抛，抛光液中具有
磨料、蚀刻液等成分，以加快研抛的速度。对于
硅芯片而言，化学机械抛光已是相当成熟的技术，然而，对于化学惰性材质的芯片而言，利用目前市售的抛光液进行研抛时，其研抛效率不佳。以
碳化硅芯片为例，碳化硅芯片可用于高压组件、高功率组件、
太阳能电池等领域，碳化硅芯片在进行研抛时，需耗费较长的时间，使得研抛工艺的成本增加，使得以碳化硅芯片制成的组件成本居高不下。基于此，亟待提出一种抛光液供给系统，能有效控
制芯片研抛效率，并维持研抛的加工
质量。
发明内容
[0003] (一)要解决的技术问题
[0004] 本发明提供了一种抛光液供给系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
[0005] (二)技术方案
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种抛光液供给系统，包括：一储存槽、一输出管路、一
回流管路、一第一管路、一第一
阀、一pH
传感器以及一
控制器；其中，该储存槽用以容置一抛光液；该输出管路连通储存槽内部与一芯片研抛装置，用以输送该抛光液到该芯片研抛装置；该回流管路连通该储存槽内部与该芯片研抛装置，用以接收该芯片研抛装置回流的抛光液；该第一管路连通该储存槽内部与一pH调整液供应源，用以输送该pH调整液供应源的pH调整液；该第一阀设置于该第一管路上，受控制而开通或阻断该第一管路；该pH传感器设置于该储存槽内部，用以感测该储存槽内抛光液的pH值；该控制器电性连接该第一阀与该pH传感器，依据该pH传感器所感测的pH值控制该第一阀，使该储存槽内抛光液的pH值维持在一预定pH值范围。
[0007] 在本发明的一个
实施例中，抛光液包括有
氧化剂及酸性化学液。
[0008] 在本发明的一个实施例中，预定pH值范围介于pH 2～pH 5之间。
[0009] 在本发明的一个实施例中，抛光液供给系统还包括：一第二管路、一第二阀以及一氧化还原电位传感器；其中，该第二管路连通该储存槽内部与一
氧化剂供应源，用以输送该氧化剂供应源的氧化剂；该第二阀设置于该第二管路上，受控制而开通或阻断该第二管路，使该氧化剂供应源的氧化剂送至该储存槽或阻断氧化剂注入该储存槽；该氧化还原电位传感器设置于该储存槽内部，用以感测该储存槽内抛光液的氧化还原电位；该控制器还电性连接该第二阀与该氧化还原电位传感器，依据该氧化还原电位传感器所感测的氧化还原电位控制该第二阀，使该储存槽内抛光液的氧化还原电位维持在一预定电位以上。
[0010] 在本发明的一个实施例中，抛光液供给系统还包括：一第三管路，一第三阀以及一液位侦测器；其中，该第三管路连通该储存槽内部与一
水源，该第三管路上设置有该第三阀，受控制而开通或阻断该第三管路，使该水源的水输送至该储存槽或阻断水注入该储存槽；该液位侦测器设置于该储存槽内部，用以感测该储存槽内的液位；该控制器还电性连接该第三阀和该液位侦测器，依据该液位侦测器所侦测的液位控制该第三阀开通或阻断该第三管路，使该储存槽内抛光液的液位维持于一预定液位以上。
[0011] 在本发明的一个实施例中，抛光液供给系统还包括：一热交换管以及一温控器；其中，该热交换管连接至该温控器，以控制该储存槽中抛光液的
温度维持于预定温度，避免抛光液S温度过高。
[0012] 在本发明的一个实施例中，抛光液供给系统还包括：一
光谱仪，该光谱仪包括：一光侦测器、一
光源以及一主机；其中，该光侦测器设置于该储存槽内部，侦测该储存槽内抛光液的吸光率；该光源的光线透过光纤传输至该储存槽内且照射于该储存槽内部的抛光液；该主机根据该光侦测器侦测到的吸光率范围进行指示，在所侦测的吸光率达到一预定吸光率时，发出一提示讯号，该提示讯号可传送至扬声器或显示器，以声音或影像的形式提示更换新的抛光液。
[0013] 在本发明的一个实施例中，输出管路上设置有一
抽取泵，该抽取泵用以抽取储存槽中的抛光液，以输送至芯片研抛装置。
[0014] 在本发明的一个实施例中，回流管路上设置有一过滤件，该过滤件过滤回收抛光液中的杂质。
[0015] 在本发明的一个实施例中，抛光液的氧化还原电位为500mV以上。
[0016] (三)有益效果
[0017] 从上述技术方案可以看出，本发明抛光液供给系统具有以下有益效果：
[0018] 通过控制抛光液的pH值在预定pH值范围、以及控制抛光液的氧化还原电位或提供氧化还原电位在500mV以上的抛光液，可以有效控制芯片研抛装置在研抛芯片时的研抛效率并维持研抛的加工质量。
附图说明
[0019] 图1为根据本发明一较佳实施例抛光液的氧化电位、pH值与加工次数的关系图。
[0020] 图2为图1所示实施例中第一次至第四次加工研抛的芯片表面的照片，照片中的1st，2nd，3rd，4th分别代表所示照片为第一次、第二次、第三次和第四次加工研抛的芯片表面的照片。
[0021] 图3为本发明较佳实施例的抛光液供给系统。
[0022] 【附图主要元件符号说明】
[0023] 100-抛光液供给系统；
[0024] 10-储存槽；
[0025] 12-输出管路；122-抽取泵；
[0026] 14-回流管路；142-过滤件；
[0027] 16-第一管路；162-第一阀；
[0028] 18-第二管路；182-第二阀；
[0029] 20-第三管路；202-第三阀；
[0030] 22-控制器；
[0031] 24-pH传感器；26-氧化还原电位传感器；
[0032] 28-液位侦测器；30-热交换管；
[0033] 32-温控器；34-pH调整液供应源；
[0034] 36-氧化剂供应；38-水源；
[0035] 40-光谱仪；
[0036] 402-光侦测器；404-光源；
[0037] 406-主机；
[0038] 200-芯片研抛装置；
[0039] S-抛光液。
具体实施方式
[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0041] 图1为根据发明一较佳实施例抛光液的氧化电位、pH值与加工次数的关系图，请参照图1所示，本实施例中，该芯片研抛装置采用化学机械抛光的方式研抛芯片，所研抛的芯片以碳化硅芯片为例。为了增进研抛效率，本实施例中抛光液中添加有强氧化剂及酸性化学剂，抛光液(原液)的氧化电位为1148mV，pH值为2.4，每次加工研抛的过程中，抛光液循环回收再利用。由图1可知，随着加工的次数增加，抛光液的氧化电位逐次降低，而pH值逐次升高，上述现象是由于抛光液与芯片反应或因研抛产生的热量所造成。
[0042] 图2为图1所示实施例中第一次至第四次加工研抛的芯片表面的照片。请结合图1和图2来看，从中可知，随着加工次数的增加，芯片表面上的凹坑(pits)
缺陷的数量亦随之增加。可见，抛光液的氧化还原电位与pH值将影响芯片研抛的加工质量。
[0043] 基于上述原理，本实施例提供了一种抛光液供给系统100，使抛光液S的pH值及氧化还原电位能够稳定在一定的范围，上述抛光液供应给芯片研抛装置200。图3为本发明较佳实施例的抛光液供给系统，参照图3所示，该抛光液供给系统100包括：一储存槽10、一输出管路12、一回流管路14、一第一管路16、一第二管路18、一第三管路20与一控制器22。
[0044] 下面对本实施例抛光液供给系统的各部分进行详细介绍。
[0045] 本实施例中，该储存槽10用以容置抛光液S，其中该抛光液S包括有氧化剂及酸性化学液，该抛光液S的氧化还原电位为500mV以上；本实施例中氧化剂采用KMnO4，但不以此为限，亦可采用H2O2、NaOCl、Fe(NO3)3、MnO2等氧化剂。该储存槽10中设置有一pH传感器24、一氧化还原电位传感器26与一液位侦测器28，其中，该pH传感器24用以感测该储存槽10内抛光液S的pH值；该氧化还原电位传感器26用以感测该储存槽10内抛光液S的氧化还原电位；该液位侦测器28用以侦测该储存槽10内抛光液S的液位。该储存槽10中设有一热交换管30，该热交换管30连接至一温控器32，以控制该储存槽10中抛光液S的温度维持于预定温度，避免抛光液S温度过高。
[0046] 本实施例中，该输出管路12连通该储存槽10内部与该芯片研抛装置200，该输出管路12上设置有一抽取泵122，该抽取泵122用以抽取该储存槽10中的抛光液S，以输送至该芯片研抛装置200。
[0047] 本实施例中，该回流管路14连通该储存槽10内部与该芯片研抛装置200，用以接收该芯片研抛装置200所回流的抛光液。该回流管路14上设置有一过滤件142，该过滤件142过滤回收的抛光液中的杂质，例如抛光液中的结晶。
[0048] 本实施例中，该第一管路16连通该储存槽10内部与一pH调整液供应源34，该第一管路16上设置有一第一阀162，该第一阀162受控制而开通或阻断该第一管路16，使该pH调整液供应源34的pH调整液输送至该储存槽10中或阻断pH调整液注入该储存槽10。
[0049] 本实施例中，该第二管路18连通该储存槽10内部与一氧化剂供应源36，该第二管路18上设置有一第二阀182，该第二阀182受控制而开通或阻断该第二管路18，使该氧化剂供应源36的氧化剂输送至该储存槽10或阻断氧化剂注入该储存槽10。该氧化剂供应源36的氧化剂以氧化还原电位高于500mV的氧化剂为佳，本实施例中氧化剂为KMnO4化学液，且氧化还原电位约为800mV以上。
[0050] 本实施例中，该第三管路20连通该储存槽10内部与一水源38，该第三管路20上设置有一第三阀202，该第三阀202受控制而开通或阻断该第三管路20，使该水源38的水输送至该储存槽10或阻断水注入该储存槽10。本实施例中，该水源38的水为去离子水。
[0051] 本实施例中，该控制器22电性连接该pH传感器24、该氧化还原电位传感器26、该液位侦测器28、该第一阀162、该第二阀182及该第三阀202。该控制器22依据该pH传感器24所感测的pH值控制该第一阀162开通或阻断该第一管路16，使该储存槽10内抛光液S的pH值维持在一预定pH值范围，本实施例中，该预定pH值范围的下限为pH 2，上限为pH 5。详细来说，当该控制器22判断该pH传感器24所感测的pH值超过该预定pH值范围的上限时，控制该第一阀162开通该第一管路16，使该pH调整液供应源34的pH调整液注入至该储存槽10中；当该控制器22判断该pH传感器24所感测的pH值低于该预定pH值范围的下限时，控制该第一阀162阻断该第一管路16。由此，让抛光液S的pH值维持在预定pH值范围内。
[0052] 本实施例中，该控制器22依据该氧化还原电位传感器26所感测的氧化还原电位控制该第二阀182开通或阻断该第二管路18，使该储存槽10内抛光液S的氧化还原电位维持在一预定电位以上，本实施例中该预定电位为500mV。详细来说，当该控制器22判断该氧化还原电位传感器26所感测的氧化还原电位低于预定电位时，控制该第二阀182开通该第二管路18，使该氧化剂供应源36的氧化剂注入至该储存槽10中，由于该氧化剂供应源36的氧化剂的氧化还电位高于预定电位，氧化剂注入抛光液S中后，可以使抛光液S的氧化还原电位升高。当该控制器22判断该氧化还原电位传感器26所感测的氧化还原电位高于该预定电位以上的一上限电位(例如1200mV)时，控制该第二阀182阻断该第二管路18。由此，使抛光液S的氧化还电位维持在预定电位以上。
[0053] 本实施例中，该控制器22依据该液位侦测器28所侦测的液位控制该第三阀202开通或阻断该第三管路20，使该储存槽10内抛光液S的液位维持于一预定液位以上。详细来说，当该控制器22判断该液位侦测器28所侦测的液位低于该预定液位时，控制该第三阀202开通该第三管路20，使该水源38的水注入至该储存槽10中；当该控制器22判断该液位侦测器28所侦测的液位在该预定液位以上时，控制该第三阀202阻断该第三管路20。将水注入抛光液S中的目的，是为了让维持抛光液S的水份，避免该芯片研抛装置200于研抛芯片的过程中抛光液S的水分
蒸发而影响抛光液S的浓度，造成pH值与氧化电位变异。
[0054] 上述结构可以使该储存槽10内的抛光液S维持在允许的pH值范围及氧化电位范围内，从而避免pH值与氧化电位变化而影响研抛芯片的加工效率及加工质量。
[0055] 为了更确保抛光液S的质量，本实施例的抛光液供给系统100还包括一光谱仪40，该光谱仪40包括有一光侦测器402、一光源404与一主机406，该光侦测器402设置于该储存槽10内部，该光源404的光线透过光纤(图未示)传输至该储存槽10内且照射于该储存槽10内部的抛光液。该主机406透过该光侦测器402侦测该储存槽10内抛光液S于特定光波段的吸光率，在所侦测的吸光率达一预定吸光率时，该主机406发出一提示讯号，该提示讯号可传送至扬声器(图未示)或显示器(图未示)，以声音或影像的形式提示人员应更换新的抛光液S。举例来说，抛光液S新使用化学液为一第一
颜色(例如紫色)，当使用多次后，抛光液S逐渐转变为第二颜色(例如棕色)时，该主机406判断该抛光液S于第二颜色的光波段的吸光率增加达到该预定吸光率时，代表抛光液S已不能使用，该主机406则发出提示讯号。
[0056] 据上所述，本发明的抛光液供给系统100通过提供氧化还原电位为500mV以上抛光液S、控制抛光液S的氧化还原电位以及控制抛光液S的pH值在预定pH值范围内，可以有效控制芯片研抛装置于研抛芯片时的研抛效率及维持一致的加工质量。
[0057] 以上所述仅为本发明的较佳可行实施例而已，前述芯片研抛装置只是用于说明本发明的抛光液供给系统，并非用以限制本发明的抛光液供给系统，举凡应用本发明
说明书及
权利要求书中内容的等效变化，理应包括在本发明的
专利范围内。
[0058] 本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例。
[0059] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
