拋光液粘度監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電化學(xué)拋光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拋光液的粘度監(jiān)測方法及監(jiān)測裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 電化學(xué)拋光需要使用能夠?qū)щ姷膾伖庖?，其中，拋光液的粘度是電化學(xué)拋光工藝 中的重要技術(shù)參數(shù)。拋光液的粘度容易受環(huán)境溫度、濕度等因素變化的影響，拋光液的粘度 過高或過低都會影響電化學(xué)拋光的去除率和片間均勻性，拋光液的粘度穩(wěn)定性也直接影響 拋光工藝的可重復(fù)性。因此，在電化學(xué)拋光過程中，需要實時監(jiān)測拋光液的粘度，并根據(jù)拋 光液的粘度變化對拋光液的粘度進(jìn)行調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在提供一種能夠?qū)崟r監(jiān)測拋光液的粘度，并根據(jù)拋光液的粘度變化對拋 光液的粘度進(jìn)行調(diào)控，使拋光液的粘度維持穩(wěn)定的拋光液粘度監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提出的拋光液粘度監(jiān)測方法，包括如下步驟：測量拋光 液的溫度和拋光液的電阻率/電導(dǎo)率；根據(jù)測量得到的電阻率/電導(dǎo)率以及拋光液的電阻 率/電導(dǎo)率與拋光液的物理粘度之間的關(guān)系，計算出與該測量得到的電阻率/電導(dǎo)率相對 應(yīng)的物理粘度；根據(jù)測量得到的拋光液的溫度和計算出的拋光液的物理粘度，計算拋光液 的溫度補(bǔ)償粘度并將該溫度補(bǔ)償粘度和設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)拋 光液的粘度。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提出的拋光液粘度監(jiān)測裝置，包括拋光液槽、電阻率/ 電導(dǎo)率測量裝置、溫度測量裝置及控制器。拋光液槽盛有拋光液。電阻率/電導(dǎo)率測量裝 置測量拋光液的電阻率/電導(dǎo)率。溫度測量裝置測量拋光液的溫度。控制器分別與電阻率 /電導(dǎo)率測量裝置及溫度測量裝置連接，控制器根據(jù)電阻率/電導(dǎo)率測量裝置測量得到的 電阻率/電導(dǎo)率以及拋光液的電阻率/電導(dǎo)率與拋光液的物理粘度之間的關(guān)系計算出與該 電阻率/電導(dǎo)率相對應(yīng)的拋光液的物理粘度，然后再根據(jù)溫度測量裝置測量得到的拋光液 的溫度和計算出的拋光液的物理粘度計算拋光液的溫度補(bǔ)償粘度并將該溫度補(bǔ)償粘度和 設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)拋光液的粘度。
[0006] 綜上所述，本發(fā)明拋光液粘度監(jiān)測方法及監(jiān)測裝置通過監(jiān)測拋光液的電阻率或電 導(dǎo)率實現(xiàn)了實時監(jiān)測拋光液的粘度，并根據(jù)拋光液的粘度變化對拋光液的粘度進(jìn)行調(diào)控， 使拋光液的粘度維持穩(wěn)定的目的。
【附圖說明】
[0007] 圖1揭示了本發(fā)明的拋光液粘度監(jiān)測方法的流程圖。
[0008] 圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的拋光液粘度監(jiān)測方法的流程圖。
[0009] 圖3揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的拋光液粘度監(jiān)測方法的流程圖。
[0010] 圖4揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的拋光液粘度監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖5揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的拋光液粘度監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖6揭示了拋光液的電阻率與拋光液的物理粘度之間的關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及效果，下面將結(jié)合實施例 并配合圖式予以詳細(xì)說明。
[0014] 參考圖1所示，揭示了本發(fā)明的拋光液粘度監(jiān)測方法的流程圖。該拋光液粘度監(jiān) 測方法包括如下步驟：
[0015] 步驟Sll :測量拋光液的溫度和拋光液的電阻率/電導(dǎo)率（也就是電阻率或電導(dǎo) 率）；
[0016] 步驟S12 :根據(jù)測量得到的電阻率/電導(dǎo)率以及拋光液的電阻率/電導(dǎo)率與拋光 液的物理粘度之間的關(guān)系，計算出與該測量得到的電阻率/電導(dǎo)率相對應(yīng)的物理粘度；
[0017] 步驟S13 :根據(jù)測量得到的拋光液的溫度和計算出的拋光液的物理粘度，計算拋 光液的溫度補(bǔ)償粘度并將該溫度補(bǔ)償粘度和設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào) 節(jié)拋光液的粘度。
[0018] 具體地，參考圖2所示，揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的拋光液粘度監(jiān)測方法 的流程圖。該拋光液粘度監(jiān)測方法包括如下步驟：
[0019] 步驟S21 :測量拋光液的溫度及浸沒在拋光液中的兩極板之間的電壓，該兩極板 正相對地浸沒在拋光液中且與恒流源連接；
[0020] 步驟S22 :根據(jù)公式
計算出拋光液的電阻率，其中，U為兩極板之間的電 壓，S為兩極板正相對的面積，I為恒流源提供的電流，L為兩極板之間的間距；
[0021] 步驟S23 :根據(jù)計算得到的電阻率以及拋光液的電阻率與拋光液的物理粘度之間 的關(guān)系，計算出與該電阻率相對應(yīng)的物理粘度；
[0022] 步驟S24 :根據(jù)測量得到的拋光液的溫度和計算出的拋光液的物理粘度，計算拋 光液的溫度補(bǔ)償粘度（TCV，Temperature Compensated Viscosity)并將該溫度補(bǔ)償粘度和 設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比較，若計算出的溫度補(bǔ)償粘度等于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則返回 步驟S21 ;若計算出的溫度補(bǔ)償粘度大于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則進(jìn)行步驟S25 ;若計算出 的溫度補(bǔ)償粘度小于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則進(jìn)行步驟S26 ;
[0023] 步驟S25 :向拋光液中補(bǔ)充去離子水，降低拋光液的粘度；
[0024] 步驟S26 :加熱拋光液，減小拋光液中的水含量，提高拋光液的粘度。
[0025] 參考圖3所示，揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的拋光液粘度監(jiān)測方法的流程 圖。該拋光液粘度監(jiān)測方法包括如下步驟：
[0026] 步驟S31 :測量拋光液的溫度及浸沒在拋光液中的兩極板之間的電流，該兩極板 正相對地浸沒在拋光液中且與恒壓源連接；
[0027] 步驟S32 :根據(jù)公式
計算出拋光液的電阻率，其中，U為兩極板之間的電 壓，S為兩極板正相對的面積，I為兩極板之間的電流，L為兩極板之間的間距；
[0028] 步驟S33 :根據(jù)計算得到的電阻率以及拋光液的電阻率與拋光液的物理粘度之間 的關(guān)系，計算出與該電阻率相對應(yīng)的物理粘度；
[0029] 步驟S34 :根據(jù)測量得到的拋光液的溫度和計算出的拋光液的物理粘度，計算拋 光液的溫度補(bǔ)償粘度（TCV，Temperature Compensated Viscosity)并將該溫度補(bǔ)償粘度和 設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比較，若計算出的溫度補(bǔ)償粘度等于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則返回 步驟S31 ;若計算出的溫度補(bǔ)償粘度大于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則進(jìn)行步驟S35 ;若計算出 的溫度補(bǔ)償粘度小于設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度，則進(jìn)行步驟S36 ;
[0030] 步驟S35 :向拋光液中補(bǔ)充去離子水，降低拋光液的粘度；
[0031] 步驟S36 :加熱拋光液，減小拋光液中的水含量，提高拋光液的粘度。
[0032] 溫度補(bǔ)償粘度是指在指定的溫度下對液體粘度的數(shù)學(xué)估算。因為拋光液的粘度對 于溫度的變化很敏感（溫度一有波動，拋光液的粘度就會變化），通過TCV可將拋光液的物 理粘度轉(zhuǎn)換為指定溫度下的粘度值，更有利于不同溫度下粘度的監(jiān)控與調(diào)節(jié)。
[0033] TCV計算公式如下：
[0034] TCV = exp {exp [In (In (V+0. 8)) - TCC (In (Tref+273. 15) - In (T+273. 15)) ]} - 0· 8
[0035] 其中：V代表拋光液的物理粘度，TCC代表溫度補(bǔ)償系數(shù)，為一定值，Tref代表參考 溫度，T代表拋光液的溫度。
[0036] 根據(jù)上述溫度補(bǔ)償粘度計算公式計算出的溫度補(bǔ)償粘度為去除溫度因素后的粘 度，即忽略溫度波動對粘度的影響。因此，溫度補(bǔ)償粘度能夠精確地反應(yīng)在一定參考溫度下 拋光液粘度的變化。
[0037] 在采用上述各方法對拋光液的粘度進(jìn)行監(jiān)測之前，先對拋光液進(jìn)行標(biāo)定，也就是 先獲得拋光液的電阻率與拋光液的物理粘度之間的關(guān)系，具體包括：采用粘度計測量不同 溫度下的拋光液的物理粘度，與此同時，測量拋光液的電阻率，根據(jù)拋光液的物理粘度與拋 光液的電阻率之間的--對應(yīng)關(guān)系，得到拋光液的電阻率與拋光液的物理粘度之間的關(guān) 系，如圖6所示。測量拋光液的電阻率包括兩種方法，一種方法是使正相對地浸沒在拋光液 中的兩極板與恒流源連接，通過測量兩極板之間的電壓并根據(jù)公式
計算出拋光液 的電阻率；另一種方法是使正相對地浸沒在拋光液中的兩極板與恒壓源連接，通過測量兩 極板之間的電流并根據(jù)公式
計算出拋光液的電阻率。
[0038] 在對拋光液進(jìn)行標(biāo)定過程中以及在對拋光液進(jìn)行粘度監(jiān)測過程中，浸沒在拋光液 中的兩極板之間的間距及兩極板的形狀保持一致并始終不變。
[0039] 類似地，本發(fā)明也可以利用拋光液的電導(dǎo)率與拋光液的物理粘度之間成反比的關(guān) 系，通過監(jiān)測拋光液的電導(dǎo)率來監(jiān)測拋光液的粘度，并對拋光液的粘度進(jìn)行調(diào)整，使拋光液 的粘度維持穩(wěn)定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員均知，電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率，即Y = I/P，因此，采用 與本發(fā)明相似的方法，通過監(jiān)測拋光液的電導(dǎo)率來監(jiān)測拋光液的粘度，可以認(rèn)為是在沒有 脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下作出的一種變形。
[0040] 本發(fā)明的拋光液粘度監(jiān)測裝置包括拋光液槽、電阻率/電導(dǎo)率測量裝置、溫度測 量裝置及控制器。拋光液槽盛有拋光液。電阻率/電導(dǎo)率測量裝置測量拋光液的電阻率/ 電導(dǎo)率。溫度測量裝置測量拋光液的溫度。控制器分別與電阻率/電導(dǎo)率測量裝置及溫度 測量裝置連接，控制器根據(jù)電阻率/電導(dǎo)率測量裝置測量得到的電阻率/電導(dǎo)率以及拋光 液的電阻率/電導(dǎo)率與拋光液的物理粘度之間的關(guān)系計算出與該電阻率/電導(dǎo)率相對應(yīng)的 拋光液的物理粘度，然后再根據(jù)溫度測量裝置測量得到的拋光液的溫度和計算出的拋光液 的物理粘度計算拋光液的溫度補(bǔ)償粘度并將該溫度補(bǔ)償粘度和設(shè)定的溫度補(bǔ)償粘度作比 較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)拋光液的粘度。