[发明专利]基于无线传输的化学机械抛光界面温度检测控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及化学机械抛光界面温度检测控制系统，具体涉及一种基于无线传输的化学机械抛光界面温度检测控制系统。 

背景技术

半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。LED照明产业面临前所未有的政策机遇、超乎预期的技术升级空间、巨大的市场潜力，发展前景广阔。新型的半导体材料SiC单晶衬底不仅广泛应用于半导体照明，而且还在民用、微电子、光电子、军用武器系统、航空航天、汽车设备中以及石油地质勘探等领域应用广泛，具有巨大的潜在用户和市场。 

SiC基器件的使用性能和制造成本是制约微电子、光电子等产业发展的重要因素，SiC单晶基片的加工主要沿用晶体基片传统加工工艺：内圆锯切片、游离磨料研磨和机械抛光。 

化学机械抛光（CMP）技术是近十几年发展起来的利用化学和机械复合作用实现超光滑无损伤表面加工的新技术，在CMP的加工中，将不可避免地产生大量的热量，导致温度的上升，这些热量主要来自于加工过程中的摩擦切削和化学反应，温度的变化对化学机械抛光有较大的影响。具有超光滑无损伤表面的SiC单晶基片具有广阔的应用前景，而温度是影响SiC单晶基片质量的关键因素，因此，对基片的加工温度进行监测和控制具有重要意义。 

目前，只有国外少数学者对抛光垫表面温度和硅片被加工表面的背面温度进行了在线测量，Hocheng等通过使用红外摄像仪测量出抛光垫表面的温度变化，红外摄像仪测温结果受物体表面发射率所制约，而物体表面发射率又与被测物体的材料、表面粗糙度、氧化程度和有无油污等有关，这些参数变化无常，很难定量准确确定，因而使测量的准确性下降。同时红外摄像仪受环境温度、摄像机自身辐射能量、镜头的特性以及其它因素影响较大，所以其所测温度的误差较大。抛光垫上的温度信号很容易受到机械噪音的干扰影响，同时由于存在抛光液等因素，温度值也不容易测量。受测温信号位置限制，不能真实反映硅片化学机械抛光加工区域中抛光液的温度。 

sampum等将硅片粘在带有两种不同沟槽的特殊抛光头后，通过红外摄像仪测量CMP过程中硅片背面不同位置的温度变化，其结果的准确性较直接测量抛光垫温度的方法有一定的提高，但仍有不足之处：红外摄像仪测温精度较低，被抛硅片是非金属并且有一定的厚度，在热传导过程中此厚度不能够忽略不计，抛光过程中被抛表面温度先升高，然后热量沿被抛面到被抛表面的背面传递，并在硅片厚度方向产生下降的温度梯度，此时所测背面温度比被抛面实际温度低。综上所述，以上方法各有特色，对硅片CMP加工过程中抛光垫和加工工件温度进行了诸多有益的研究。但是，这些方法不能够直接反映实际硅片CMP加工区域中抛光液的温度变化状况，需要研究直接实时反映抛光液温度测量的方法，以便于更好地分析抛光液温度对硅片CMP加工机理的影响。 

因此，研究温度在整个抛光过程中的的变化及分布状况，监测和控制温度成为研究抛光机理和提高工作表面完整性的重要问题。 

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种基于无线传输的化学机械抛光界面温度检测控制系统，该系统采用热电偶温度传感器对化学机械抛光过程中基片的温度进行监测，采用目前主流的ARM STM32F103系列微处理器进行处理，并通过NRF905和GSM无线模块将温度数据传送至计算机以及手机进而实现对温度的显示和调控。