[發明專利]晶圓恒溫研磨系統、晶圓恒溫控制方法及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202111149896.6
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113732940A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 于明非;龔昌鴻;陳建勛
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34;B24B37/015;B24B55/02;B24B57/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭立

本發明公開了一種晶圓恒溫研磨系統，包括晶圓研磨裝置、溫度監控單元和溫度控制單元；所述溫度監控單元用于實時測量晶圓研磨裝置的溫度，當所述晶圓研磨裝置的溫度超過預設溫度后，向所述溫度控制單元發送降溫指令；所述溫度控制單元接收到所述降溫指令后，啟動降溫裝置使所述晶圓研磨裝置降溫。本發明提供一種控制簡單，成本較低的晶圓恒溫研磨系統，實現研磨溫度穩定，從而提高研磨速度和研磨平整度。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別涉及晶圓恒溫研磨系統、晶圓恒溫控制方法及可讀存儲介質。

背景技術

化學機械研磨(CMP)亦稱為化學機械拋光，其原理是化學腐蝕作用和機械去除作用相結合的加工技術研磨對象不同主要分為：金屬研磨和非金屬研磨，比如硅研磨(PolyCMP)、硅氧化物研磨(Silicon oxide CMP)、碳化硅研磨(Silicon carbide CMP)、鎢研磨(WCMP)和銅研磨(Cu CMP)等。研磨裝置包括：研磨液(Slurry)、研磨墊(Pad)、研磨盤(platen)、清洗刷(Brush)和化學清洗劑與保護劑(Chemical)等。

隨著晶圓制程技術的升級、導線與柵極尺寸的縮小，光刻技術對晶圓表面的平坦程度的要求越來越高。在化學機械研磨過程中，隨著CMP研磨的進行，物理摩擦力，化學反應等變化，研磨墊(Pad)溫度會有一定波動；如圖1所示，多片晶圓在整個研磨過程中的溫度變化，最高可以達到40℃左右。

而溫度條件的變化，對于化學機械研磨(CMP)有著至關重要的影響，如果研磨墊(Pad)溫度過大，研磨過程中的研磨速度，研磨平整度都不能達到最好條件。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種控制簡單，成本較低的晶圓恒溫研磨系統，實現研磨溫度穩定，從而提高研磨速度和研磨平整度。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種晶圓恒溫研磨系統，包括晶圓研磨裝置、溫度監控單元和溫度控制單元；

所述溫度監控單元用于實時測量晶圓研磨裝置的溫度，當所述晶圓研磨裝置的溫度超過預設溫度后，向所述溫度控制單元發送降溫指令；

所述溫度控制單元接收到所述降溫指令后，啟動降溫裝置使所述晶圓研磨裝置降溫。

優選地，所述晶圓研磨裝置包括：

研磨平臺，所述研磨平臺包括研磨盤和設置在研磨盤上的研磨墊；所述溫度監控單元用于實時測量研磨墊的溫度；

晶圓承載頭，用于承載晶圓。

優選地，所述溫度控制單元包括熱管，設置在所述晶圓研磨裝置的研磨盤中。

優選地，所述研磨盤的直徑為30英尺，所述熱管的數量和尺寸分別為：

1根第一熱管長度30英尺，設置在研磨盤中心位置；

2根第二熱管長度25.4英尺，分布在第一熱管兩邊；所述第二熱管的端部與所述研磨盤邊緣對齊；

2根第三熱管長度10.77英尺，分布在第二熱管兩邊，所述第三熱管的端部與所述研磨盤邊緣對齊。

優選地，當研磨去除的材質為非金屬是，預設溫度為30攝氏度。

優選地，當研磨去除的材質為金屬時，預設溫度為40-50攝氏度。

優選地，所述晶圓研磨裝置包括：

研磨液噴射裝置，用于噴出研磨液；

刷洗裝置，用于刷洗所述研磨平臺。

本發明還公開了一種晶圓恒溫控制方法，包括：