晶圆恒温研磨系统、晶圆恒温控制方法及可读存储介质

文档序号:1913539 发布日期:2021-12-03 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 晶圆恒温研磨系统、晶圆恒温控制方法及可读存储介质 (Wafer constant temperature grinding system, wafer constant temperature control method and readable storage medium ) 是由 于明非 龚昌鸿 陈建勋 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种晶圆恒温研磨系统,包括晶圆研磨装置、温度监控单元和温度控制单元;所述温度监控单元用于实时测量晶圆研磨装置的温度,当所述晶圆研磨装置的温度超过预设温度后,向所述温度控制单元发送降温指令;所述温度控制单元接收到所述降温指令后,启动降温装置使所述晶圆研磨装置降温。本发明提供一种控制简单,成本较低的晶圆恒温研磨系统,实现研磨温度稳定,从而提高研磨速度和研磨平整度。(The invention discloses a wafer constant-temperature grinding system, which comprises a wafer grinding device, a temperature monitoring unit and a temperature control unit, wherein the wafer grinding device is used for grinding a wafer; the temperature monitoring unit is used for measuring the temperature of the wafer grinding device in real time, and sending a cooling instruction to the temperature control unit when the temperature of the wafer grinding device exceeds a preset temperature; and after the temperature control unit receives the cooling instruction, starting a cooling device to cool the wafer grinding device. The invention provides a wafer constant-temperature grinding system which is simple to control and low in cost, and realizes stable grinding temperature, so that the grinding speed and the grinding flatness are improved.)

晶圆恒温研磨系统、晶圆恒温控制方法及可读存储介质

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域,特别涉及晶圆恒温研磨系统、晶圆恒温控制方法及可读存储介质。

背景技术

化学机械研磨(CMP)亦称为化学机械抛光,其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术研磨对象不同主要分为:金属研磨和非金属研磨,比如硅研磨(PolyCMP)、硅氧化物研磨(Silicon oxide CMP)、碳化硅研磨(Silicon carbide CMP)、钨研磨(WCMP)和铜研磨(Cu CMP)等。研磨装置包括:研磨液(Slurry)、研磨垫(Pad)、研磨盘(platen)、清洗刷(Brush)和化学清洗剂与保护剂(Chemical)等。

随着晶圆制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小,光刻技术对晶圆表面的平坦程度的要求越来越高。在化学机械研磨过程中,随着CMP研磨的进行,物理摩擦力,化学反应等变化,研磨垫(Pad)温度会有一定波动;如图1所示,多片晶圆在整个研磨过程中的温度变化,最高可以达到40℃左右。

而温度条件的变化,对于化学机械研磨(CMP)有着至关重要的影响,如果研磨垫(Pad)温度过大,研磨过程中的研磨速度,研磨平整度都不能达到最好条件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是,提供一种控制简单,成本较低的晶圆恒温研磨系统,实现研磨温度稳定,从而提高研磨速度和研磨平整度。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种晶圆恒温研磨系统,包括晶圆研磨装置、温度监控单元和温度控制单元;

所述温度监控单元用于实时测量晶圆研磨装置的温度,当所述晶圆研磨装置的温度超过预设温度后,向所述温度控制单元发送降温指令;

所述温度控制单元接收到所述降温指令后,启动降温装置使所述晶圆研磨装置降温。

优选地,所述晶圆研磨装置包括:

研磨平台,所述研磨平台包括研磨盘和设置在研磨盘上的研磨垫;所述温度监控单元用于实时测量研磨垫的温度;

晶圆承载头,用于承载晶圆。

优选地,所述温度控制单元包括热管,设置在所述晶圆研磨装置的研磨盘中。

优选地,所述研磨盘的直径为30英尺,所述热管的数量和尺寸分别为:

1根第一热管长度30英尺,设置在研磨盘中心位置;

2根第二热管长度25.4英尺,分布在第一热管两边;所述第二热管的端部与所述研磨盘边缘对齐;

2根第三热管长度10.77英尺,分布在第二热管两边,所述第三热管的端部与所述研磨盘边缘对齐。

优选地,当研磨去除的材质为非金属是,预设温度为30摄氏度。

优选地,当研磨去除的材质为金属时,预设温度为40-50摄氏度。

优选地,所述晶圆研磨装置包括:

研磨液喷射装置,用于喷出研磨液;

刷洗装置,用于刷洗所述研磨平台。

本发明还公开了一种晶圆恒温控制方法,包括:

步骤S1,温度测量;温度监控单元实时测量晶圆研磨装置的温度,当所述晶圆研磨装置的温度超过预设温度后,向温度控制单元发送降温指令;

步骤S2,发送降温指令;温度控制单元接收到所述降温指令后,启动降温装置使所述晶圆研磨装置降温。

本发明还公开了一种一种计算机可读存储介质,其用于存储指令,所述指令在被执行时实现如权利要求8所述的晶圆恒温控制方法。

与现有技术相比,本发明提供一种控制简单,成本较低的技术方案,实现研磨温度稳定,从而提高研磨速度和研磨平整度。

附图说明

图1为现有技术中的多片晶圆在整个研磨过程中的温度变化图。

图2为本发明的晶圆恒温研磨系统示意图。

图3为本发明的晶圆研磨装置结构示意图。

图4为本发明的晶圆恒温研磨系统中热管布置示意图。

附图标记说明

10 晶圆研磨装置 20 温度监控单元

30 温度控制单元 11 研磨平台

12 研磨液喷射装置 13 刷洗装置

14 晶圆承载头 111 研磨盘

112 研磨垫 113 热管

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本发明公开了一种晶圆恒温研磨系统,如图2所示,包括晶圆研磨装置10、温度监控单元20和温度控制单元30;所述温度监控单元20用于实时测量晶圆研磨装置10的温度,当所述晶圆研磨装置10的温度超过预设温度后,向所述温度控制单元30发送降温指令;所述温度控制单元30接收到所述降温指令后,启动降温装置使所述晶圆研磨装置10降温。

采用上述设置可以实时测量晶圆研磨装置10的温度,并更准确地控制研磨垫温度稳定。

具体地,如图3所示,晶圆研磨装置10可以包括研磨平台11、研磨液喷射装置12、刷洗装置13和晶圆承载头14。

所述研磨平台包括研磨盘111和设置在研磨盘上的研磨垫112;研磨液喷射装置12用于喷出研磨液(Slurry);刷洗装置13用于刷洗所述研磨平台11;晶圆承载头14用于承载晶圆。

研磨垫112以适合对基板W的机械式研磨的材质形成。例如,研磨垫112可以利用聚氨酯、聚脲(polyurea)、聚酯、聚醚、环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、氟聚合物、乙烯聚合物、丙烯酸及甲基丙酸烯聚合物、硅、乳胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、聚丁橡胶及苯乙烯、丁二烯及丙烯腈的多样共聚物而形成。

所述温度监控单元用于实时测量研磨垫的温度;作为一个示例,温度监控单元20可以包括以非接触方式测量研磨垫112温度信息的非接触式传感器构成。作为非接触传感器,可以使用能够以非接触方式测量研磨垫112的表面温度的通常的温度传感器,本发明并非由非接触传感器的种类所限制或限制。例如,作为非接触传感器,可以使用红外线(IR)温度传感器。不同于此,温度监控单元20也可以包括以接触方式测量研磨垫112温度信息的接触式传感器构成。

温度控制单元包括热管113,设置在所述晶圆研磨装置的研磨盘中。

具体地,如图4所示,当所述研磨盘的直径为30英尺时,所述热管113的数量和尺寸分别为:

1根第一热管长度30英尺,设置在研磨盘中心位置;

2根第二热管长度25.4英尺,分布在第一热管两边;所述第二热管的端部与所述研磨盘边缘对齐;

2根第三热管长度10.77英尺,分布在第二热管两边,所述第三热管的端部与所述研磨盘边缘对齐。

当研磨去除的材质为非金属是,预设温度为30摄氏度。

当研磨去除的材质为金属时,预设温度为40-50摄氏度。

实施例二

本发明还公开了一种使用实施例一的晶圆恒温研磨系统的晶圆恒温控制方法,包括以下步骤:

步骤S1,温度测量;温度监控单元实时测量晶圆研磨装置的温度,当所述晶圆研磨装置的温度超过预设温度后,向温度控制单元发送降温指令;

步骤S2,发送降温指令;温度控制单元接收到所述降温指令后,启动降温装置使所述晶圆研磨装置降温。

实施例三

本发明还公开了一种计算机可读存储介质,其用于存储指令,所述指令在被执行时实现实施例二的晶圆恒温控制方法。

由于控制研磨垫温度稳定的方法:化学机械研磨CMP最主要的一个影响因素就是研磨温度,特别是金属研磨,化学反应影响很大,这就需要温度条件的控制,因此,本发明让整个研磨过程处于一个稳定的温度(趋向于一条稳定的平直线),因此避免了温度的变化对制程的影响,化学机械研磨(CMP)的平整度(profile)及研磨时间(Polish time)等都会得到很大的改善,提高工艺稳定性的同时,还可以节省很多其他成本,因为温度越高研磨速度越快,研磨时间(Polish time)就越少,耗材损耗就越少,节省的成本很多。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。

8页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种研磨机

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!