[实用新型]抛光温度调节装置和化学机械抛光设备

说明书

本实用新型公开了一种抛光温度调节装置和化学机械抛光设备，其中抛光温度调节装置包括调温臂、基座和驱动机构；所述基座与所述调温臂固定连接，所述基座与所述驱动机构连接以带动所述调温臂上下移动；所述调温臂的底表面的材料为高导热率材料，所述调温臂设于抛光垫上方并可下移至与抛光垫表面接触或与抛光垫表面的抛光液接触，所述调温臂的内部设有流体通道用于流通一定温度的流体以控制所述底表面的温度从而调节与所述底表面接触的抛光垫或抛光液的抛光温度。

技术领域

本实用新型涉及晶圆的化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种抛光温度调节装置和化学机械抛光设备。

背景技术

晶圆制造是制约超/极大规模集成电路（即芯片，IC，Integrated Circuit）产业发展的关键环节。随着摩尔定律的延续，集成电路特征尺寸持续微缩逼近理论极限，晶圆表面质量要求愈加苛刻，因而晶圆制造过程对缺陷尺寸和数量的控制越来越严格。化学机械抛光是晶圆制造工艺中非常重要的一个环节。抛光过程是利用承载头将晶圆压于抛光垫表面，依靠晶圆和抛光垫之间的相对运动并借助抛光液中的磨粒实现晶圆表面抛光。

在抛光过程中，由于晶圆与抛光垫之间的摩擦以及微观切削作用，将会产生大量的热导致温度过高。然而对于化学机械抛光来说，抛光液中的化学成分与晶圆表面的化学作用需要在一定温度下进行，如果温度过高，化学作用过快，化学作用与机械去除作用失衡，会使晶圆加工质量受到很大影响。因此，需要对化学机械抛光过程中的温度进行控制。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种抛光温度调节装置和化学机械抛光设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种抛光温度调节装置，用于在化学机械抛光时调节抛光垫和/或抛光液的温度，所述抛光温度调节装置包括调温臂、基座和驱动机构；

所述基座与所述调温臂固定连接，所述基座与所述驱动机构连接以带动所述调温臂上下移动；所述调温臂的底表面的材料为高导热率材料，所述调温臂设于抛光垫上方并可下移至与抛光垫表面接触或与抛光垫表面的抛光液接触，所述调温臂的内部设有流体通道用于流通一定温度的流体以控制所述底表面的温度从而调节与所述底表面接触的抛光垫或抛光液的抛光温度。

在一个实施例中，还包括安装在所述调温臂底部的温度传感器，用于在所述调温臂与抛光垫或抛光液接触时检测所述抛光温度。

在一个实施例中，所述调温臂的流体通道通过管路与流体供给源连接，所述管路上设有流量控制阀以调节所述流体通道内的流体流量从而改变所述底表面的温度。

在一个实施例中，还包括安装在所述调温臂底部的压力传感器，用于检测所述底表面与所述抛光垫之间的压力以控制该压力不大于固定值从而减少所述底表面与抛光垫之间的摩擦。

在一个实施例中，还包括控制器，所述控制器分别与所述驱动机构、所述温度传感器、所述流量控制阀和所述压力传感器连接。

在一个实施例中，所述流体通道包括分别延调温臂长度方向延伸的进液管道和出液管道，进液管道和出液管道在调温臂内部远离基座的一端汇合。

在一个实施例中，所述高导热率材料为碳化硅、氮化硅或氮化铝。

在一个实施例中，所述调温臂的长度为0.8至1.2倍的抛光垫半径。

在一个实施例中，所述流体的温度不高于20℃。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种化学机械抛光设备，包括：

抛光盘，其上粘接有抛光垫；

承载头，用于吸附晶圆并将晶圆按压在抛光垫上进行旋转；

修整器，用于对抛光垫表面进行修整；以及，

如上所述的抛光温度调节装置。