[發明專利]一種拋光液加熱裝置

在審

• 申請號: 201811036282.5
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109015351A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 汪條英
• 申請（專利權）人: 汪條英
• 主分類號: B24B41/00
• 分類號: B24B41/00;F24H9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種加熱裝置，尤其是一種拋光液加熱裝置屬于晶片拋光的技術領域。按照本發明提供的技術方案，所述拋光液加熱裝置，包括拋光液輸送管；在所述拋光液輸送管的末端設置用于對拋光液輸送管內的拋光液進行加熱的拋光液加熱器，在拋光液輸送管的管道出口處設置用于檢測拋光液溫度的拋光液溫度檢測器，所述拋光液溫度檢測器以及拋光液加熱器均與加熱控制器連接，所述加熱控制器還與用于檢測拋光環境溫度的拋光環境溫度檢測器；本發明結構緊湊，能有效實現對晶片拋光過程的溫度控制，提高晶片拋光的質量及速度，適應范圍廣，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種加熱裝置及方法，尤其是一種拋光液加熱裝置，屬于晶片拋光的技術領域。

背景技術

化學機械拋光(CMP)技術是晶片表面加工的關鍵技術之一，在大尺寸裸晶片(如太陽能電池用超薄硅單晶片)、集成電路用超薄硅單晶片、LED用藍寶石襯底晶片等的表面拋光工藝中得到廣泛應用。

拋光可以改善晶片表面的粗糙度，降低晶片的TTV，在晶片表面實現超高的平整度，對于一些光學用晶片還能提高其對光的利用率。例如，在集成電路的制造過程中，硅晶圓基片上往往構建了成千上萬的結構單元，這些結構單元通過多層金屬互聯進一步形成功能性電路的器件。在多層金屬互聯結構中，金屬導線之間填充介質層，隨著集成電路技術的發展，金屬線寬越來越小，布線層數越來越多，此時，利用CMP工藝對晶片表面的介質層進行平坦化處理可以有助于多層線路的制作，且能防止將電介質層涂覆在不平表面上引起的畸變。

CMP過程是一個機械作用和化學作用相平衡的過程。例如在硅晶片的拋光過程中，首先利用真空吸附墊模板將晶片固定在拋光頭上，在拋光頭的壓力下，由真空吸附墊模板的旋轉、拋光大盤的旋轉造成晶片與拋光墊的摩擦。此時化學作用為堿性的拋光液與晶片表面接觸發生腐蝕反應，晶片表面會被堿液腐蝕，摩擦則將該腐蝕層去除，通過循環這兩個作用過程，就可以實現晶片的拋光。

在拋光過程當中，拋光大盤和晶片之間會摩擦產生熱量，從而使整個拋光系統溫度升高，拋光液流到這些區域后也會被加熱。當拋光液被加熱后，拋光液粘度會降低，這樣拋光液會更容易流入晶片和拋光墊的空隙，同時產生的廢棄物和廢液也能更好的從空隙中流出，流到拋光墊凹槽中，這樣能夠加快晶片下面拋光液的循環速度，使晶片能夠一直處于新鮮的拋光液的環境中，更有利于晶片的表面氧化。另外溫度的升高還會增加化學作用的反應速率，拋光過程中發生的反應多是可逆的，都有一定的平衡常數，因此當拋光液溫度升高時，反應的平衡會被打破，反應向有利于硅的水解得方向發展，因此在拋光的材質去除階段，較高的溫度能有效加快表面材質的移除速度，大大縮短拋光時間。

但是在實際拋光過程中，晶片拋光中要經歷粗拋，中拋和精拋三個階段，每個階段的溫度要求都不一樣。粗拋溫度一般較高，控制在30～50℃，而中拋和精拋則溫度較低，一般控制在20～30℃。當拋光持續進行的時候，拋光環境會越來越熱，化學腐蝕作用越來越強，這時就要適當降低拋光液的溫度或者同時降低大盤的溫度，不然會出現拋光速率過大，表面擇優腐蝕嚴重，表面沉積雜質或者出現橘皮現象。

隨著業內對拋光精度的要求越來越高，拋光過程中溫度的影響已經越來越被人們關注，拋光液加熱裝置和大盤加熱裝置等都被引入到拋光機中。但是現有的溫度控制裝置和拋光方法并沒有對拋光的溫度進行嚴格的階段性管控，實際中在晶圓被拋光的每個階段的開始，中間和結束的幾個階段，拋光液的溫度需求都有差異。

除了溫度之外，拋光液本身的固溶物的含量和粘度對拋光本身也有一定的影響，目前單一濃度的拋光液已經不能適合更高精度的拋光要求，因此需要在拋光的各個階段通入不同濃度的拋光液來維持拋光的精確控制。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種拋光液加熱裝置，其結構緊湊，能有效實現對晶片拋光過程的溫度控制，提高晶片拋光的質量及速度，適應范圍廣，安全可靠。