[實用新型]基于無線傳輸的化學機械拋光界面溫度檢測控制系統

有效

• 申請號: 201320832722.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203622165U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 蘇建修;馬勝奇;陳艷鋒;郭予新;彭中華;胡陽;吳浩;王振玲;馮東輝
• 申請（專利權）人: 河南科技學院
• 主分類號: B24B37/015
• 分類號: B24B37/015
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 路寬

技術領域

本實用新型涉及化學機械拋光界面溫度檢測控制系統，具體涉及一種基于無線傳輸的化學機械拋光界面溫度檢測控制系統。?

背景技術

半導體照明是21世紀最具發展前景的高技術領域之一。LED照明產業面臨前所未有的政策機遇、超乎預期的技術升級空間、巨大的市場潛力，發展前景廣闊。新型的半導體材料SiC單晶襯底不僅廣泛應用于半導體照明，而且還在民用、微電子、光電子、軍用武器系統、航空航天、汽車設備中以及石油地質勘探等領域應用廣泛，具有巨大的潛在用戶和市場。?

SiC基器件的使用性能和制造成本是制約微電子、光電子等產業發展的重要因素，SiC單晶基片的加工主要沿用晶體基片傳統加工工藝：內圓鋸切片、游離磨料研磨和機械拋光。?

化學機械拋光（CMP）技術是近十幾年發展起來的利用化學和機械復合作用實現超光滑無損傷表面加工的新技術，在CMP的加工中，將不可避免地產生大量的熱量，導致溫度的上升，這些熱量主要來自于加工過程中的摩擦切削和化學反應，溫度的變化對化學機械拋光有較大的影響。具有超光滑無損傷表面的SiC單晶基片具有廣闊的應用前景，而溫度是影響SiC單晶基片質量的關鍵因素，因此，對基片的加工溫度進行監測和控制具有重要意義。?

目前，只有國外少數學者對拋光墊表面溫度和硅片被加工表面的背面溫度進行了在線測量，Hocheng等通過使用紅外攝像儀測量出拋光墊表面的溫度變化，紅外攝像儀測溫結果受物體表面發射率所制約，而物體表面發射率又與被測物體的材料、表面粗糙度、氧化程度和有無油污等有關，這些參數變化無常，很難定量準確確定，因而使測量的準確性下降。同時紅外攝像儀受環境溫度、攝像機自身輻射能量、鏡頭的特性以及其它因素影響較大，所以其所測溫度的誤差較大。拋光墊上的溫度信號很容易受到機械噪音的干擾影響，同時由于存在拋光液等因素，溫度值也不容易測量。受測溫信號位置限制，不能真實反映硅片化學機械拋光加工區域中拋光液的溫度。?

sampum等將硅片粘在帶有兩種不同溝槽的特殊拋光頭后，通過紅外攝像儀測量CMP過程中硅片背面不同位置的溫度變化，其結果的準確性較直接測量拋光墊溫度的方法有一定的提高，但仍有不足之處：紅外攝像儀測溫精度較低，被拋硅片是非金屬并且有一定的厚度，在熱傳導過程中此厚度不能夠忽略不計，拋光過程中被拋表面溫度先升高，然后熱量沿被拋面到被拋表面的背面傳遞，并在硅片厚度方向產生下降的溫度梯度，此時所測背面溫度比被拋面實際溫度低。綜上所述，以上方法各有特色，對硅片CMP加工過程中拋光墊和加工工件溫度進行了諸多有益的研究。但是，這些方法不能夠直接反映實際硅片CMP加工區域中拋光液的溫度變化狀況，需要研究直接實時反映拋光液溫度測量的方法，以便于更好地分析拋光液溫度對硅片CMP加工機理的影響。?

因此，研究溫度在整個拋光過程中的的變化及分布狀況，監測和控制溫度成為研究拋光機理和提高工作表面完整性的重要問題。?

發明內容

本實用新型解決的技術問題是提供了一種基于無線傳輸的化學機械拋光界面溫度檢測控制系統，該系統采用熱電耦溫度傳感器對化學機械拋光過程中基片的溫度進行監測，采用目前主流的ARM?STM32F103系列微處理器進行處理，并通過NRF905和GSM無線模塊將溫度數據傳送至計算機以及手機進而實現對溫度的顯示和調控。?