專利名稱：一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及半導體制造技術領域，更確切地說，本發明涉及一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統。
背景技術：
在半導體制作工藝技術中，表面平坦化是處理高密度光刻的一項重要技術，因沒有高低落差的平坦表面，才能避免曝光散射，而達到精密的圖案轉移(Pattern Transfer )。 平坦化技術主要有旋涂式玻璃法(Spin On Glass, S0G)和化學機械研磨法(Chemical Mechanical Polish, CMP)等，但在半導體制作工藝技術進入毫微米之后，旋涂式玻璃法已無法滿足所需要的平坦度，所以化學機械研磨法已成為目前能實現超大規模集成電路，甚至是特大規模集成電路和巨大規模集成電路“全面性平坦化(GlcAal Planarization)"的一種技術，是半導體制造工藝中的一道重要工序。化學機械研磨法由專用的化學機械研磨設備完成，一臺化學機械研磨機臺主要包括研磨臺，鋪在研磨臺上的研磨墊，用來輸送研漿到研磨墊上的管件，用來將研漿抽送到管件中的液泵和調節刷等一系列零部件。通常在化學機械研磨過程中會由于化學以及機械的作用而產生熱量，由圖1可知，以研磨Ti的速率為例(Ti 一般是需要進行研磨的薄膜類型之一)，可以看到在同一條件下，隨著溫度的升高，Ti的去除速率就越大，同時研磨墊表面受到的剪切力就越小，從Ti去除率隨溫度變化而變化的具體情況可推導出其他需要研磨的薄膜也有類似的溫度特性，該特性會影響到晶圓的化學機械制的穩定性和晶圓研磨平坦化效果，而傳統的機臺不具備溫度控制系統，從而無法很好地解決在化學機械研磨過程中的溫度控制問題。
發明內容
針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，基于原有機臺組合的前提下實現拋光液的溫度控制，保證拋光液的選擇比不會因為溫度的不同而改變，使得晶圓在化學機械研磨過程中的去除率和平坦度保持穩定，達到更好的晶圓研磨平坦化效果，具體是通過下述技術方案實現的
一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，包括第一溫度探測器、第二溫度探測器、第三溫度探測器、保溫套、溫度控制器和主控制器，所述第一溫度探測器和所述第二溫度探測器分別設于拋光液存放容器內和拋光液存放容器的輸出端，所述保溫套包裹在拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的外表面，所述第三溫度探測器設在研磨墊附近，通過探測研磨墊表面溫度來監測研磨墊在化學機械研磨過程中的溫度變化，所述溫度控制器設在拋光液存放容器供給端，所述第一溫度探測器、所述第二溫度探測器、所述第三溫度探測器和所述溫度控制器分別與所述主控制器連接。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述第一溫度探測器和所述第二溫度探測器為溫度計或者溫度傳感器。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述溫度計為水銀溫度計。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述溫度傳感器為熱電阻溫度傳感器或者熱電偶溫度傳感器。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述第三溫度探測器為激光溫度計，所述激光溫度計包括激光器和紅外溫度傳感器，通過所述激光器發射出聚焦了的紅光，然后由所述紅外溫度傳感器接受激光反射回來的光波來探測出溫度，精確度在0. 1攝氏度。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述第二溫度探測器設于拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的中間段內。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述保溫套采用輕質、隔熱、耐高低溫的防火保溫材料制成。上述實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其中，所述保溫套為可拆卸式結構。本領域的技術人員閱讀以下較佳實施例的詳細說明，并參照附圖之后，本發明的這些和其他方面的優勢無疑將顯而易見。
參考所附附圖，以更加充分的描述本發明的實施例，然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構成對本發明范圍的限制。圖1是Ti在不同溫度下的去除速率變化示意圖2是本發明實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統的結構示意圖。
具體實施例方式本發明實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統應用于現有的化學機械研磨設備的機臺中，傳統的機臺包括拋光液存放容器00、拋光液輸出管道01、研磨墊02等零部件，如圖2所示，本發明系統包括第一溫度探測器1、第二溫度探測器2、第三溫度探測器3、保溫套4、溫度控制器5和主控制器6，其中，第一溫度探測器1和第二溫度探測器2 分別設于拋光液存放容器00內和拋光液存放容器00的輸出端，保溫套4可以采用輕質、隔熱、耐高低溫的防火保溫材料制成，比如采用合成橡膠等，保溫套4包裹在拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的外表面，為可拆卸式結構，方便進行更換。第三溫度探測器3設在研磨墊02附近，通過探測研磨墊02表面溫度來監測研磨墊02在化學機械研磨過程中的溫度變化，溫度控制器5設在拋光液存放容器00供給端，可以是單回路或者雙回路溫度控制器，設在在拋光液存放容器00外側。第一溫度探測器1、第二溫度探測器2、第三溫度探測器3和溫度控制器5分別與主控制器6連接。進一步地，第一溫度探測器1和第二溫度探測器2為溫度計或者溫度傳感器，溫度計可以為水銀溫度計等，溫度傳感器可以為熱電阻溫度傳感器或者熱電偶溫度傳感器等， 第三溫度探測器3為激光溫度計，激光溫度計3包括激光器和紅外溫度傳感器，具體通過激光器發射出聚焦了的紅光，然后由紅外溫度傳感器接受激光反射回來的光波來探測出溫度，精確度在0. 1攝氏度，具體參數根據實際使用環境進行選用。
進一步地，第二溫度探測器2設于拋光液存放容器00輸出端連接的輸出管道01 的中間段內。系統工作時，第一溫度探測器1、第二溫度探測器2和第三溫度探測器3分別將監測到的拋光液存放容器00內拋光液液體的溫度、拋光液存放容器00的輸出端與研磨墊02 之間中間段的溫度和研磨墊02的表面溫度實時傳輸給主控制器6，當監測溫度超過一定范圍時，主控制器6會根據預先設置在其內部的溫度控制程序進行判斷，判斷結束后傳達指令給設在拋光液存放容器00供給端的溫度控制器5，及時調節拋光液存放容器00內拋光液液體的溫度，進而實現調節通過拋光液輸出管道01輸出到研磨墊02的拋光液的溫度，達到化學機械研磨過程中的溫度恒定不變或根據制程的需要改變的目的。綜上所述，本發明實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統實現了晶圓在化學機械研磨過程中的溫度控制，提高了晶圓的產出率和穩定性。通過說明和附圖，給出了具體實施方式
的特定結構的典型實施例，因此，盡管上述發明提出了現有的較佳實施例，然而，這些內容并不作為局限。對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發明的真實意圖和范圍的全部變化和修正，在權利要求書范圍內任何和所有等價的范圍與內容，都應認為仍屬本發明的意圖和范圍內。
權利要求
1.一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，包括第一溫度探測器、第二溫度探測器、第三溫度探測器、保溫套、溫度控制器和主控制器，所述第一溫度探測器和所述第二溫度探測器分別設于拋光液存放容器內和拋光液存放容器的輸出端，所述保溫套包裹在拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的外表面，所述第三溫度探測器設在研磨墊附近，通過探測研磨墊表面溫度來監測研磨墊在化學機械研磨過程中的溫度變化，所述溫度控制器設在拋光液存放容器供給端，所述第一溫度探測器、所述第二溫度探測器、所述第三溫度探測器和所述溫度控制器分別與所述主控制器連接。
2.根據權利要求1所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述第一溫度探測器和所述第二溫度探測器為溫度計或者溫度傳感器。
3.根據權利要求2所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述溫度計為水銀溫度計。
4.根據權利要求2所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述溫度傳感器為熱電阻溫度傳感器或者熱電偶溫度傳感器。
5.根據權利要求1所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述第三溫度探測器為激光溫度計，所述激光溫度計包括激光器和紅外溫度傳感器，通過所述激光器發射出聚焦了的紅光，然后由所述紅外溫度傳感器接受激光反射回來的光波來探測出溫度，精確度在0. 1攝氏度。
6.根據權利要求1所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述第二溫度探測器設于拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的中間段內。
7.根據權利要求1所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述保溫套采用輕質、隔熱、耐高低溫的防火保溫材料制成。
8.根據權利要求7所述的實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，其特征在于，所述保溫套為可拆卸式結構。
全文摘要
本發明公開了一種實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統，包括第一溫度探測器、第二溫度探測器、第三溫度探測器、保溫套、溫度控制器和主控制器，第一溫度探測器和第二溫度探測器分別設于拋光液存放容器內和拋光液存放容器的輸出端，保溫套包裹在拋光液存放容器輸出端連接的輸出管道的外表面，第三溫度探測器設在研磨墊附近，溫度控制器設在拋光液存放容器供給端，第一溫度探測器、第二溫度探測器、第三溫度探測器和溫度控制器分別與主控制器連接。本發明實現化學機械研磨過程中拋光液溫度控制的系統實現了晶圓在化學機械研磨過程中的溫度控制，提高了晶圓的產出率和穩定性。
文檔編號B24B37/02GK102416595SQ201110138149
公開日2012年4月18日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者張守龍, 白英英, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司