抛光液粘度监测方法及监测装置的制造方法

文档序号:9563180
抛光液粘度监测方法及监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电化学抛光技术领域,尤其涉及一种抛光液的粘度监测方法及监测装 置。
【背景技术】
[0002] 电化学抛光需要使用能够导电的抛光液,其中,抛光液的粘度是电化学抛光工艺 中的重要技术参数。抛光液的粘度容易受环境温度、湿度等因素变化的影响,抛光液的粘度 过高或过低都会影响电化学抛光的去除率和片间均匀性,抛光液的粘度稳定性也直接影响 抛光工艺的可重复性。因此,在电化学抛光过程中,需要实时监测抛光液的粘度,并根据抛 光液的粘度变化对抛光液的粘度进行调控。

【发明内容】

[0003] 本发明旨在提供一种能够实时监测抛光液的粘度,并根据抛光液的粘度变化对抛 光液的粘度进行调控,使抛光液的粘度维持稳定的抛光液粘度监测方法及监测装置。
[0004] 根据本发明的一个实施例,提出的抛光液粘度监测方法,包括如下步骤:测量抛光 液的温度和抛光液的电阻率/电导率;根据测量得到的电阻率/电导率以及抛光液的电阻 率/电导率与抛光液的物理粘度之间的关系,计算出与该测量得到的电阻率/电导率相对 应的物理粘度;根据测量得到的抛光液的温度和计算出的抛光液的物理粘度,计算抛光液 的温度补偿粘度并将该温度补偿粘度和设定的温度补偿粘度作比较,根据比较结果调节抛 光液的粘度。
[0005] 根据本发明的一个实施例,提出的抛光液粘度监测装置,包括抛光液槽、电阻率/ 电导率测量装置、温度测量装置及控制器。抛光液槽盛有抛光液。电阻率/电导率测量装 置测量抛光液的电阻率/电导率。温度测量装置测量抛光液的温度。控制器分别与电阻率 /电导率测量装置及温度测量装置连接,控制器根据电阻率/电导率测量装置测量得到的 电阻率/电导率以及抛光液的电阻率/电导率与抛光液的物理粘度之间的关系计算出与该 电阻率/电导率相对应的抛光液的物理粘度,然后再根据温度测量装置测量得到的抛光液 的温度和计算出的抛光液的物理粘度计算抛光液的温度补偿粘度并将该温度补偿粘度和 设定的温度补偿粘度作比较,根据比较结果调节抛光液的粘度。
[0006] 综上所述,本发明抛光液粘度监测方法及监测装置通过监测抛光液的电阻率或电 导率实现了实时监测抛光液的粘度,并根据抛光液的粘度变化对抛光液的粘度进行调控, 使抛光液的粘度维持稳定的目的。
【附图说明】
[0007] 图1揭示了本发明的抛光液粘度监测方法的流程图。
[0008] 图2揭示了根据本发明的第一实施例的抛光液粘度监测方法的流程图。
[0009] 图3揭示了根据本发明的第二实施例的抛光液粘度监测方法的流程图。
[0010] 图4揭示了根据本发明的第一实施例的抛光液粘度监测装置的结构示意图。
[0011] 图5揭示了根据本发明的第二实施例的抛光液粘度监测装置的结构示意图。
[0012] 图6揭示了抛光液的电阻率与抛光液的物理粘度之间的关系示意图。
【具体实施方式】
[0013] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及效果,下面将结合实施例 并配合图式予以详细说明。
[0014] 参考图1所示,揭示了本发明的抛光液粘度监测方法的流程图。该抛光液粘度监 测方法包括如下步骤:
[0015] 步骤Sll :测量抛光液的温度和抛光液的电阻率/电导率(也就是电阻率或电导 率);
[0016] 步骤S12 :根据测量得到的电阻率/电导率以及抛光液的电阻率/电导率与抛光 液的物理粘度之间的关系,计算出与该测量得到的电阻率/电导率相对应的物理粘度;
[0017] 步骤S13 :根据测量得到的抛光液的温度和计算出的抛光液的物理粘度,计算抛 光液的温度补偿粘度并将该温度补偿粘度和设定的温度补偿粘度作比较,根据比较结果调 节抛光液的粘度。
[0018] 具体地,参考图2所示,揭示了根据本发明的第一实施例的抛光液粘度监测方法 的流程图。该抛光液粘度监测方法包括如下步骤:
[0019] 步骤S21 :测量抛光液的温度及浸没在抛光液中的两极板之间的电压,该两极板 正相对地浸没在抛光液中且与恒流源连接;
[0020] 步骤S22 :根据公式
计算出抛光液的电阻率,其中,U为两极板之间的电 压,S为两极板正相对的面积,I为恒流源提供的电流,L为两极板之间的间距;
[0021] 步骤S23 :根据计算得到的电阻率以及抛光液的电阻率与抛光液的物理粘度之间 的关系,计算出与该电阻率相对应的物理粘度;
[0022] 步骤S24 :根据测量得到的抛光液的温度和计算出的抛光液的物理粘度,计算抛 光液的温度补偿粘度(TCV,Temperature Compensated Viscosity)并将该温度补偿粘度和 设定的温度补偿粘度作比较,若计算出的温度补偿粘度等于设定的温度补偿粘度,则返回 步骤S21 ;若计算出的温度补偿粘度大于设定的温度补偿粘度,则进行步骤S25 ;若计算出 的温度补偿粘度小于设定的温度补偿粘度,则进行步骤S26 ;
[0023] 步骤S25 :向抛光液中补充去离子水,降低抛光液的粘度;
[0024] 步骤S26 :加热抛光液,减小抛光液中的水含量,提高抛光液的粘度。
[0025] 参考图3所示,揭示了根据本发明的第二实施例的抛光液粘度监测方法的流程 图。该抛光液粘度监测方法包括如下步骤:
[0026] 步骤S31 :测量抛光液的温度及浸没在抛光液中的两极板之间的电流,该两极板 正相对地浸没在抛光液中且与恒压源连接;
[0027] 步骤S32 :根据公式
计算出抛光液的电阻率,其中,U为两极板之间的电 压,S为两极板正相对的面积,I为两极板之间的电流,L为两极板之间的间距;
[0028] 步骤S33 :根据计算得到的电阻率以及抛光液的电阻率与抛光液的物理粘度之间 的关系,计算出与该电阻率相对应的物理粘度;
[0029] 步骤S34 :根据测量得到的抛光液的温度和计算出的抛光液的物理粘度,计算抛 光液的温度补偿粘度(TCV,Temperature Compensated Viscosity)并将该温度补偿粘度和 设定的温度补偿粘度作比较,若计算出的温度补偿粘度等于设定的温度补偿粘度,则返回 步骤S31 ;若计算出的温度补偿粘度大于设定的温度补偿粘度,则进行步骤S35 ;若计算出 的温度补偿粘度小于设定的温度补偿粘度,则进行步骤S36 ;
[0030] 步骤S35 :向抛光液中补充去离子水,降低抛光液的粘度;
[0031] 步骤S36 :加热抛光液,减小抛光液中的水含量,提高抛光液的粘度。
[0032] 温度补偿粘度是指在指定的温度下对液体粘度的数学估算。因为抛光液的粘度对 于温度的变化很敏感(温度一有波动,抛光液的粘度就会变化),通过TCV可将抛光液的物 理粘度转换为指定温度下的粘度值,更有利于不同温度下粘度的监控与调节。
[0033] TCV计算公式如下:
[0034] TCV = exp {exp [In (In (V+0. 8)) - TCC (In (Tref+273. 15) - In (T+273. 15)) ]} - 0· 8
[0035] 其中:V代表抛光液的物理粘度,TCC代表温度补偿系数,为一定值,Tref代表参考 温度,T代表抛光液的温度。
[0036] 根据上述温度补偿粘度计算公式计算出的温度补偿粘度为去除温度因素后的粘 度,即忽略温度波动对粘度的影响。因此,温度补偿粘度能够精确地反应在一定参考温度下 抛光液粘度的变化。
[0037] 在采用上述各方法对抛光液的粘度进行监测之前,先对抛光液进行标定,也就是 先获得抛光液的电阻率与抛光液的物理粘度之间的关系,具体包括:采用粘度计测量不同 温度下的抛光液的物理粘度,与此同时,测量抛光液的电阻率,根据抛光液的物理粘度与抛 光液的电阻率之间的--对应关系,得到抛光液的电阻率与抛光液的物理粘度之间的关 系,如图6所示。测量抛光液的电阻率包括两种方法,一种方法是使正相对地浸没在抛光液 中的两极板与恒流源连接,通过测量两极板之间的电压并根据公式
计算出抛光液 的电阻率;另一种方法是使正相对地浸没在抛光液中的两极板与恒压源连接,通过测量两 极板之间的电流并根据公式
计算出抛光液的电阻率。
[0038] 在对抛光液进行标定过程中以及在对抛光液进行粘度监测过程中,浸没在抛光液 中的两极板之间的间距及两极板的形状保持一致并始终不变。
[0039] 类似地,本发明也可以利用抛光液的电导率与抛光液的物理粘度之间成反比的关 系,通过监测抛光液的电导率来监测抛光液的粘度,并对抛光液的粘度进行调整,使抛光液 的粘度维持稳定。本领域的技术人员均知,电阻率的倒数为电导率,即Y = I/P,因此,采用 与本发明相似的方法,通过监测抛光液的电导率来监测抛光液的粘度,可以认为是在没有 脱离本发明构思的前提下作出的一种变形。
[0040] 本发明的抛光液粘度监测装置包括抛光液槽、电阻率/电导率测量装置、温度测 量装置及控制器。抛光液槽盛有抛光液。电阻率/电导率测量装置测量抛光液的电阻率/ 电导率。温度测量装置测量抛光液的温度。控制器分别与电阻率/电导率测量装置及温度 测量装置连接,控制器根据电阻率/电导率测量装置测量得到的电阻率/电导率以及抛光 液的电阻率/电导率与抛光液的物理粘度之间的关系计算出与该电阻率/电导率相对应的 抛光液的物理粘度,然后再根据温度测量装置测量得到的抛光液的温度和计算出的抛光液 的物理粘度计算抛光液的温度补偿粘度并将该温度补偿粘度和设定的温度补偿粘度作比 较,根据比较结果调节抛光液的粘度。
再多了解一些
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