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1、10申请公布号CN102003536A43申请公布日20110406CN102003536ACN102003536A21申请号200910195259522申请日20090903F16K1/00200601F16K43/00200601H01L21/0220060171申请人中芯国际集成电路制造上海有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号72发明人李新利李小光74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人李丽54发明名称流体控制阀57摘要一种流体控制阀，包括阀体，阀体内部的阀芯和阀口，分别位于阀体内部两侧的进液管和出液管，其中，所述阀口连通进液管和出液管，所述阀芯相对于。
2、阀口往复运动而将阀口打开或闭合；所述进液管的侧壁具有导流通道和将所述导流通道打开或封闭的开关部。在所述流体控制阀工作时可以避免结晶物或沉淀物的影响，使所述阀体内乃至输送管道内的压力稳定，可以保证流量控制的准确性，进而提高CMP工艺的质量和可靠性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图2页CN102003548A1/1页21一种流体控制阀，其特征在于，包括阀体，阀体内部的阀芯和阀口，分别位于阀体内部两侧的进液管和出液管，其中，所述阀口连通进液管和出液管，所述阀芯相对于阀口往复运动而将阀口打开或闭合；所述进液管的侧壁具有导流通道和将所述导流通道打。
3、开或封闭的开关部。2根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述进液管的侧壁内具有与所述导流通道基本垂直相交的圆柱孔，所述开关部为所述圆柱孔内的插塞部，所述插塞部相对于圆柱孔可旋转，所述插塞部与导流通道相交的位置具有通孔。3根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，所述插塞部一端插入所述圆柱孔内，另一端露出阀体，该露出阀体的一端具有旋柄。4根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，所述导流通道打开的状态下，所述通孔与导流通道的开口交叠或重合。5根据权利要求4所述的流体控制阀，其特征在于，插塞部相对于圆柱孔的旋转角度对应于所述交叠区域的面积。6根据权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于，。
4、所述旋柄上设有刻度盘，用于标定所述插塞部相对于圆柱孔的旋转角度。7根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，所述圆柱孔将导流通道分为两段，并与圆柱孔形成“十”字形。8根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，所述圆柱孔与进液管相切，导流通道与圆柱孔形成“T”字形。9根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述进液管和出液管的轴线重合，所述导流通道延伸方向与所述轴线方向基本垂直。10根据权利要求9所述的流体控制阀，其特征在于，所述阀体内部具有基本垂直于所述轴线方向的阻挡部，所述阻挡部位于进液管和出液管之间，所述阀口位于所述阻挡部与出液管的连接处。权利要求书CN102003536ACN10。
5、2003548A1/5页3流体控制阀技术领域0001本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种用于CMP工艺的流体阀装置。背景技术0002随着对超大规模集成电路高集成度和高性能的需求逐渐增加，半导体技术向着65NM甚至更小特征尺寸的技术节点发展，而芯片的运算速度明显受到金属导线所造成的电阻电容延迟RESISTANCECAPACITANCEDELAYTIME，RCDELAYTIME的影响。因此在目前的半导体制造技术中，采用具有更低电阻率的铜金属互连，来代替传统的铝金属互连，以改善RC延迟的现象。铜金属还具有优良的抗电迁移能力，使得器件的寿命更长及稳定性更佳。0003通常，铜金属互连层采用双镶嵌工。
6、艺制作。首先在半导体晶片上沉积介质层，接着在所述介质层中刻蚀出沟槽和通孔相互嵌套的开口，然后采用电镀工艺在开口内填充铜金属膜层，最后平坦化铜金属膜层表面得到金属互连层。目前，化学机械研磨CMP，CHEMICALMECHANICALPOLISHING为主流的平坦化技术，CMP工艺就是在无尘室的大气环境中，利用机械力对半导体晶片表面作用，在表面薄膜层产生断裂腐蚀的动力，而这部分动力必须籍由研磨液中的化学物质通过反应来增加其腐蚀的效率，而研磨液、半导体晶片与研磨垫之间的相互作用，便是CMP工艺中发生反应的焦点。在先进集成电路制造中，CMP已经不仅限于铜金属互连层的制作，还用于STI浅沟槽隔离、PMD。
7、金属前介质层、IMD金属间介质层等的制作。专利号为7294575的美国专利就详细公开了一种形成浅沟槽隔离结构的化学机械研磨方法。0004CMP工艺最重要的两大组件便是研磨液和研磨垫。研磨液是将一些很细的氧化物粉末分散在溶液中而制成，研磨垫大多是使用发泡式的多孔聚亚安酯制成。在研磨过程中，先让研磨液填充在研磨垫的空隙中，并提供了高转速的条件，让半导体晶片在高速旋转下和研磨垫与研磨液中的粉粒作用。通常研磨液由特殊的管道输送至研磨垫，所述管道一端连接研磨液储存装置，另一端设置于研磨垫上方附近，管道上还具有流体控制阀用于控制研磨液的输送。0005研磨过程中研磨液的流量控制十分关键，所述输送管道内需要保。
8、证稳定的压力，才可以保证流量控制的准确性，然而问题在于，现有的管道在输送研磨液的过程中经常出现压力降低的现象，严重影响了CMP工艺的质量和可靠性。发明内容0006本发明解决的问题是如何解决现有的管道在输送研磨液的过程中经常出现压力降低的现象，提高CMP工艺的质量和可靠性。0007为解决上述问题，本发明提供一种流体控制阀，包括0008阀体，0009阀体内部的阀芯和阀口，0010分别位于阀体内部两侧的进液管和出液管，说明书CN102003536ACN102003548A2/5页40011其中，所述阀口连通进液管和出液管，所述阀芯相对于阀口往复运动而将阀口打开或闭合；所述进液管的侧壁具有导流通道和将。
9、所述导流通道打开或封闭的开关部。0012所述进液管的侧壁内具有与所述导流通道基本垂直相交的圆柱孔，所述开关部为所述圆柱孔内的插塞部，所述插塞部相对于圆柱孔可旋转，所述插塞部与导流通道相交的位置具有通孔。0013所述插塞部一端插入所述圆柱孔内，另一端露出阀体，该露出阀体的一端具有旋柄。0014所述导流通道打开的状态下，所述通孔与导流通道的开口交叠或重合。0015插塞部相对于圆柱孔的旋转角度对应于所述交叠区域的面积。0016所述旋柄上设有刻度盘，用于标定所述插塞部相对于圆柱孔的旋转角度。0017所述圆柱孔将导流通道分为两段，并与圆柱孔形成“十”字形。0018所述圆柱孔与进液管相切，导流通道与圆柱孔。
10、形成“T”字形。0019所述进液管和出液管的轴线重合，所述导流通道延伸方向与所述轴线方向基本垂直。0020所述阀体内部具有基本垂直于所述轴线方向的阻挡部，所述阻挡部位于进液管和出液管之间，所述阀口位于所述阻挡部与出液管的连接处。0021与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点0022所述流体控制阀由于设置了所述导流通道及开关部，在流体控制阀工作状态下，开关部将导流通道关闭，流体控制阀的阀口打开或关闭控制研磨液的输送，当流体控制阀非工作状态下，所述阀口关闭，开关部将导流通道打开，从而使得进液管的空间内残余的研磨液排出阀体，避免结晶物或沉淀物的形成，或者，利用一定流量的液体直接将已经形成的结晶物或。
11、沉淀物冲出阀体内部，于是，可以在流体控制阀工作时避免结晶物或沉淀物的影响，使所述阀体内乃至输送管道内的压力稳定，可以保证流量控制的准确性，进而提高CMP工艺的质量和可靠性。附图说明0023通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。0024图1为现有的一种流体控制阀的结构示意图；0025图2为本发明实施例中流体控制阀的结构示意图；0026图3为图2中流体控制阀的导流通道打开状态下AA方向的剖视图；0027图4为图2中流体控制阀的导流通道关闭状态下AA方向的剖视图；0028图。
12、5为本发明另一实施例中流体控制阀的结构示意图。具体实施方式0029为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。0030在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以说明书CN102003536ACN102003548A3/5页5采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。0031其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不。
13、应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。0032CMP工艺过程中研磨液的流量控制十分关键，研磨液输送管道内需要保证稳定的压力，才可以保证流量控制的准确性，然而现有的管道在输送研磨液的过程中经常出现压力降低的现象，导致研磨液流量不稳定，严重影响了CMP工艺的质量和可靠性。0033发明人研究发现，研磨液输送管道上流体控制阀的结构缺陷是引起管道压力降低的现象原因之一，图1为传统的研磨液输送管道上流体控制阀的结构示意图，如图所示阀口13处于关闭状态，当阀口13打开时，即阀芯14远离阀口13，研磨液沿着进液管11、阀口13和出液管12的方向流过阀体。当阀口13关闭。
14、时，即阀口13被阀芯14封闭，液体被阻挡部15阻隔。0034在关闭状态下，进液管11内由于连通储存装置等原因，保持着较大压力，残留的研磨液在其中容易形成结晶物或沉淀物16，该结晶物或沉淀物被阻挡部15阻隔，在阀口13打开时也不易被冲走，使管道在输送研磨液的过程中出现压力降低的现象，导致研磨液流量不稳，更严重时甚至导致流体控制阀内堵塞。0035通过以上研究可见，要解决管道在输送研磨液的过程中经常出现压力降低的问题，必须设法清除或避免研磨液在进液管内的结晶物或沉淀物。基于此，发明人提出一种新型的流体控制阀的结构，采用设置在进液管侧壁的导流通道来解决上述问题。0036基于此，本发明的技术方案提供一种。
15、流体控制阀，包括0037阀体，0038阀体内部的阀芯和阀口，0039分别位于阀体内部两侧的进液管和出液管，0040其中，所述阀口连通进液管和出液管，所述阀芯相对于阀口往复运动而将阀口打开或闭合；所述进液管的侧壁具有导流通道和将所述导流通道打开或封闭的开关部。0041所述进液管的侧壁内具有与所述导流通道基本垂直相交的圆柱孔，所述开关部为所述圆柱孔内的插塞部，所述插塞部相对于圆柱孔可旋转，所述插塞部与导流通道相交的位置具有通孔。0042所述插塞部一端插入所述圆柱孔内，另一端露出阀体，该露出阀体的一端具有旋柄。0043所述导流通道打开的状态下，所述通孔与导流通道的开口交叠或重合。0044插塞部相对于。
16、圆柱孔的旋转角度对应于所述交叠区域的面积。0045所述旋柄上设有刻度盘，用于标定所述插塞部相对于圆柱孔的旋转角度。0046所述圆柱孔将导流通道分为两段，并与圆柱孔形成“十”字形。0047所述圆柱孔与进液管相切，导流通道与圆柱孔形成“T”字形。0048所述进液管和出液管的轴线重合，所述导流通道延伸方向与所述轴线方向基本垂直。0049所述阀体内部具有基本垂直于所述轴线方向的阻挡部，所述阻挡部位于进液管和说明书CN102003536ACN102003548A4/5页6出液管之间，所述阀口位于所述阻挡部与出液管的连接处。0050下面结合附图详细说明本发明技术方案的一个优选实施例。0051图2为本发明实。
17、施例中所述流体控制阀的结构示意图，图3和图4为图2中AA方向的剖视图，其中，图3所示为导流通道打开状态，图4所示为导流通道关闭状态。0052如图所示，流体控制阀包括0053阀体20，0054阀体20内部的阀芯24和阀口23，0055分别位于阀体20内部两侧的进液管21和出液管22。0056其中，所述阀口23连通进液管21和出液管22，所述阀芯24相对于阀口23往复运动而将阀口23打开或闭合；所述进液管21的侧壁具有导流通道27和将所述导流通道27打开或封闭的开关部28。0057通常，所述进液管21与研磨液储存装置图中未示出连接，所述出液管22与液体输送管道连接图中未示出，研磨液输送管道的末端为。
18、输出口，位于研磨垫的上方附近。所述进液管21和出液管22的轴线重合，所述导流通道27延伸的方向与所述轴线方向基本垂直。0058所述阀体20内部具有基本垂直于所述轴线方向的阻挡部25，所述阻挡部25位于进液管21和出液管22之间，从而改变了液体的流通方向。所述阻挡部25的自由端与出液管22的末端形成所述阀口23，阀口23朝向阀芯24。所述阀芯24相对于阀口23往复运动的方向与所述轴线的方向基本垂直。0059当阀芯24远离阀口23时，阀口23被打开，研磨液沿着进液管21、阻挡部25、阀口23和出液管22的顺序流过阀体20内部。当阀芯24密封阀口23时，阀口23被关闭，研磨液被阻挡部25和阀芯24所。
19、阻隔，不能流入出液管22内。0060为了避免进液管21内形成的结晶物或沉淀物导致阀体20内压力下降，所述进液管21的下侧壁具有导流通道27和将所述导流通道27打开或封闭的开关部28。所述导流通道27的一端朝向进液管21与阻挡部25的连接处，另一端通向阀体20外部。0061参照图3和图4所示，本实施例中，所述进液管21的侧壁内具有与所述导流通道27基本垂直相交的圆柱孔29，即，圆柱孔29将导流通道27分割为两段，此时，导流通道与圆柱孔形成“十”字形，则所述开关部28为所述圆柱孔29内的插塞部，所述插塞部28相对于圆柱孔29可旋转，所述插塞部28与导流通道27相交的位置具有通孔281。0062所述。
20、插塞部28一端插入所述圆柱孔29内，另一端露出阀体20，该露出阀体20的一端具有旋柄282。旋动所述旋柄282可控制所述插塞部28相对于圆柱孔29的旋转角度。0063所述导流通道27打开的状态下，参见图3，所述通孔281与导流通道27的开口交叠或重合。插塞部28相对于圆柱孔29的旋转角度对应于所述交叠区域的面积。交叠区域的面积越大，导流通道27的液体流量也相应越大，当通孔281与导流通道27的开口重合时，导流通道27完全打开。所述导流通道27关闭的状态下，参见图4，所述通孔281与导流通道27的开口没有任何交叠。0064优选的，所述旋柄282上设有刻度盘图中未示出，用于标定所述插塞部28相对于。
21、圆柱孔的旋转角度。0065优选的，所述插塞部28及其旋柄282可以与自动控制装置相连，由自动控制装置说明书CN102003536ACN102003548A5/5页7控制插塞部28的旋转角度。0066本实施例中提供的流体控制阀，由于设置了所述导流通道，在流体控制阀工作状态下，插塞部28的通孔281与导流通道27没有交叠，而将导流通道关闭，流体控制阀的阀口23打开或关闭控制研磨液的输送，当流体控制阀非工作状态下，所述阀口23关闭，插塞部28的通孔281与导流通道27的开口交叠或重合，而将导流通道27打开，从而使得进液管21和阻挡部25之间的空间内残余的研磨液排出阀体20，避免结晶物或沉淀物的形成，。
22、或者，利用一定流量的液体直接将已经形成的结晶物或沉淀物冲出阀体20内部，于是，可以在流体控制阀工作时避免结晶物或沉淀物的影响，使所述阀体内乃至输送管道内的压力稳定，可以保证流量控制的准确性，进而提高CMP工艺的质量和可靠性。0067本发明的另一实施例中，如图5所示，导流通道37的一端与圆柱孔39相交，即，圆柱孔39与进液管31相切，此时，导流通道37与圆柱孔39形成“T”字形。圆柱孔39与进液管31相切处即为导流通道37的开口，图中未示出插塞部，其他结构与前述实施例相同。0068以上实施例均以插塞部作为导流通道的开关部，除此以外，还可以采用其他形式的开关部，例如，将导流通道延伸至阀体外，利用现。
23、有技术中的各种管道阀蝶形阀等来作为开关部。0069以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。需要说明的是，本发明实施例所述的流体控制阀，不仅限于研磨液输送管道的控制，还可以用于集成电路制造过程中所使用的其他液体的输送管道，基本结构和工作原理与上述实施例类似，在此不再一一赘述。0070虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。说明书CN102003536ACN102003548A1/2页8图1图2说明书附图CN102003536ACN102003548A2/2页9图3图4图5说明书附图CN102003536A。