[實用新型]一種拋光冷卻裝置和化學機械拋光設備

有效

• 申請號: 202021815327.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN211589747U
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 孟松林;李碩;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 華海清科（北京）科技有限公司
• 主分類號: B24B55/02
• 分類號: B24B55/02;B24B37/34;B24B37/015;B24B37/10
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本實用新型公開了一種拋光冷卻裝置和化學機械拋光設備，其中，拋光冷卻裝置包括冷卻輥、滑動連接機構、旋轉接頭、基座、流體管路和驅動機構；冷卻輥包括圓柱狀的具有內部中空結構的桿體，冷卻輥由高導熱率材料制成以通過流體管路內流通的低溫流體使桿體保持低溫，冷卻輥設于拋光墊上方并可下移至與拋光墊表面接觸或與拋光墊表面的拋光液接觸，從而使低溫的桿體與轉動的拋光墊接觸時在摩擦力的作用下地自由滾動進而對拋光墊或拋光液進行冷卻。

技術領域

本實用新型涉及晶圓的化學機械拋光技術領域，尤其涉及一種拋光冷卻裝置和化學機械拋光設備。

背景技術

晶圓制造是制約超/極大規模集成電路（即芯片，IC，Integrated Circuit）產業發展的關鍵環節。隨著摩爾定律的延續，集成電路特征尺寸持續微縮逼近理論極限，晶圓表面質量要求愈加苛刻，因而晶圓制造過程對缺陷尺寸和數量的控制越來越嚴格。化學機械拋光是晶圓制造工藝中非常重要的一個環節。拋光過程是利用承載頭將晶圓壓于拋光墊表面，依靠晶圓和拋光墊之間的相對運動并借助拋光液中的磨粒實現晶圓表面拋光。

在拋光過程中，由于晶圓與拋光墊之間的摩擦以及微觀切削作用，將會產生大量的熱導致溫度過高。然而對于化學機械拋光來說，拋光液中的化學成分與晶圓表面的化學作用需要在一定溫度下進行，如果溫度過高，化學作用過快，化學作用與機械去除作用失衡，會使晶圓加工質量受到很大影響。因此，需要對化學機械拋光過程中的溫度進行控制。

實用新型內容

本實用新型實施例提供了一種拋光冷卻裝置和化學機械拋光設備，旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。

本實用新型實施例的第一方面提供了一種拋光冷卻裝置，用于在化學機械拋光時降低拋光墊和/或拋光液的溫度，所述拋光冷卻裝置包括冷卻輥、滑動連接機構、旋轉接頭、基座、流體管路和驅動機構；

所述冷卻輥與滑動連接機構固定連接，所述滑動連接機構與旋轉接頭固定連接，所述旋轉接頭與基座固定連接，所述基座與所述驅動機構連接以帶動所述冷卻輥上下移動；

所述冷卻輥包括圓柱狀的具有內部中空結構的桿體，所述桿體的一端封閉以防止拋光液進入所述內部中空結構，所述桿體的另一端設有開口以使所述流體管路穿過所述開口并深入所述內部中空結構，所述桿體的設有開口的一端與所述滑動連接機構固定連接以使所述桿體可繞其沿長度方向的中軸自由滾動；

所述流體管路穿過所述滑動連接機構的中間通孔并與所述旋轉接頭連接以通過所述旋轉接頭與外部的流體供給源連接；

所述冷卻輥由高導熱率材料制成以通過流體管路內流通的低溫流體使桿體保持低溫，所述冷卻輥設于拋光墊上方并可下移至與拋光墊表面接觸或與拋光墊表面的拋光液接觸，從而使低溫的桿體與轉動的拋光墊接觸時在摩擦力的作用下地自由滾動進而對拋光墊或拋光液進行冷卻。

在一個實施例中，所述滑動連接機構包括軸承、軸套和鎖緊螺帽；軸承與基座固定連接，軸套環繞所述桿體并與所述桿體之間通過鎖緊螺帽固定。

在一個實施例中，所述流體管路包括進液管路和出液管路，所述進液管路和出液管路在所述內部中空結構內靠近所述桿體封閉一端匯合。

在一個實施例中，所述進液管路為彎曲盤旋狀以增加在所述內部中空結構內的長度從而提高降溫效果。

在一個實施例中，所述旋轉接頭通過管路與流體供給源連接，所述管路上設有流量控制閥以調節所述低溫流體的流量從而改變所述冷卻輥的表面溫度。

在一個實施例中，所述桿體的側壁內設有應力傳感器，用于檢測所述桿體與拋光墊之間的壓力以控制該壓力不大于預設值從而減少所述桿體表面與拋光墊之間的摩擦。

在一個實施例中，拋光冷卻裝置還包括安裝在所述拋光墊上的溫度傳感器，用于檢測所述拋光墊的拋光溫度。