专利名称：一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及半导体制造技术领域，更确切地说，本发明涉及一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统。
背景技术：
在半导体制作工艺技术中，表面平坦化是处理高密度光刻的一项重要技术，因没有高低落差的平坦表面，才能避免曝光散射，而达到精密的图案转移(Pattern Transfer )。 平坦化技术主要有旋涂式玻璃法(Spin On Glass, S0G)和化学机械研磨法(Chemical Mechanical Polish, CMP)等，但在半导体制作工艺技术进入毫微米之后，旋涂式玻璃法已无法满足所需要的平坦度，所以化学机械研磨法已成为目前能实现超大规模集成电路，甚至是特大规模集成电路和巨大规模集成电路“全面性平坦化(GlcAal Planarization)"的一种技术，是半导体制造工艺中的一道重要工序。化学机械研磨法由专用的化学机械研磨设备完成，一台化学机械研磨机台主要包括研磨台，铺在研磨台上的研磨垫，用来输送研浆到研磨垫上的管件，用来将研浆抽送到管件中的液泵和调节刷等一系列零部件。通常在化学机械研磨过程中会由于化学以及机械的作用而产生热量，由图1可知，以研磨Ti的速率为例(Ti 一般是需要进行研磨的薄膜类型之一)，可以看到在同一条件下，随着温度的升高，Ti的去除速率就越大，同时研磨垫表面受到的剪切力就越小，从Ti去除率随温度变化而变化的具体情况可推导出其他需要研磨的薄膜也有类似的温度特性，该特性会影响到晶圆的化学机械制的稳定性和晶圆研磨平坦化效果，而传统的机台不具备温度控制系统，从而无法很好地解决在化学机械研磨过程中的温度控制问题。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，基于原有机台组合的前提下实现抛光液的温度控制，保证抛光液的选择比不会因为温度的不同而改变，使得晶圆在化学机械研磨过程中的去除率和平坦度保持稳定，达到更好的晶圆研磨平坦化效果，具体是通过下述技术方案实现的
一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，包括第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器、保温套、温度控制器和主控制器，所述第一温度探测器和所述第二温度探测器分别设于抛光液存放容器内和抛光液存放容器的输出端，所述保温套包裹在抛光液存放容器输出端连接的输出管道的外表面，所述第三温度探测器设在研磨垫附近，通过探测研磨垫表面温度来监测研磨垫在化学机械研磨过程中的温度变化，所述温度控制器设在抛光液存放容器供给端，所述第一温度探测器、所述第二温度探测器、所述第三温度探测器和所述温度控制器分别与所述主控制器连接。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述第一温度探测器和所述第二温度探测器为温度计或者温度传感器。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述温度计为水银温度计。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述温度传感器为热电阻温度传感器或者热电偶温度传感器。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述第三温度探测器为激光温度计，所述激光温度计包括激光器和红外温度传感器，通过所述激光器发射出聚焦了的红光，然后由所述红外温度传感器接受激光反射回来的光波来探测出温度，精确度在0. 1摄氏度。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述第二温度探测器设于抛光液存放容器输出端连接的输出管道的中间段内。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述保温套采用轻质、隔热、耐高低温的防火保温材料制成。上述实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其中，所述保温套为可拆卸式结构。本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例，然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。图1是Ti在不同温度下的去除速率变化示意图2是本发明实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统的结构示意图。
具体实施例方式本发明实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统应用于现有的化学机械研磨设备的机台中，传统的机台包括抛光液存放容器00、抛光液输出管道01、研磨垫02等零部件，如图2所示，本发明系统包括第一温度探测器1、第二温度探测器2、第三温度探测器3、保温套4、温度控制器5和主控制器6，其中，第一温度探测器1和第二温度探测器2 分别设于抛光液存放容器00内和抛光液存放容器00的输出端，保温套4可以采用轻质、隔热、耐高低温的防火保温材料制成，比如采用合成橡胶等，保温套4包裹在抛光液存放容器输出端连接的输出管道的外表面，为可拆卸式结构，方便进行更换。第三温度探测器3设在研磨垫02附近，通过探测研磨垫02表面温度来监测研磨垫02在化学机械研磨过程中的温度变化，温度控制器5设在抛光液存放容器00供给端，可以是单回路或者双回路温度控制器，设在在抛光液存放容器00外侧。第一温度探测器1、第二温度探测器2、第三温度探测器3和温度控制器5分别与主控制器6连接。进一步地，第一温度探测器1和第二温度探测器2为温度计或者温度传感器，温度计可以为水银温度计等，温度传感器可以为热电阻温度传感器或者热电偶温度传感器等， 第三温度探测器3为激光温度计，激光温度计3包括激光器和红外温度传感器，具体通过激光器发射出聚焦了的红光，然后由红外温度传感器接受激光反射回来的光波来探测出温度，精确度在0. 1摄氏度，具体参数根据实际使用环境进行选用。
进一步地，第二温度探测器2设于抛光液存放容器00输出端连接的输出管道01 的中间段内。系统工作时，第一温度探测器1、第二温度探测器2和第三温度探测器3分别将监测到的抛光液存放容器00内抛光液液体的温度、抛光液存放容器00的输出端与研磨垫02 之间中间段的温度和研磨垫02的表面温度实时传输给主控制器6，当监测温度超过一定范围时，主控制器6会根据预先设置在其内部的温度控制程序进行判断，判断结束后传达指令给设在抛光液存放容器00供给端的温度控制器5，及时调节抛光液存放容器00内抛光液液体的温度，进而实现调节通过抛光液输出管道01输出到研磨垫02的抛光液的温度，达到化学机械研磨过程中的温度恒定不变或根据制程的需要改变的目的。综上所述，本发明实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统实现了晶圆在化学机械研磨过程中的温度控制，提高了晶圆的产出率和稳定性。通过说明和附图，给出了具体实施方式
的特定结构的典型实施例，因此，尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正，在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
权利要求
1.一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，包括第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器、保温套、温度控制器和主控制器，所述第一温度探测器和所述第二温度探测器分别设于抛光液存放容器内和抛光液存放容器的输出端，所述保温套包裹在抛光液存放容器输出端连接的输出管道的外表面，所述第三温度探测器设在研磨垫附近，通过探测研磨垫表面温度来监测研磨垫在化学机械研磨过程中的温度变化，所述温度控制器设在抛光液存放容器供给端，所述第一温度探测器、所述第二温度探测器、所述第三温度探测器和所述温度控制器分别与所述主控制器连接。
2.根据权利要求1所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述第一温度探测器和所述第二温度探测器为温度计或者温度传感器。
3.根据权利要求2所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述温度计为水银温度计。
4.根据权利要求2所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述温度传感器为热电阻温度传感器或者热电偶温度传感器。
5.根据权利要求1所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述第三温度探测器为激光温度计，所述激光温度计包括激光器和红外温度传感器，通过所述激光器发射出聚焦了的红光，然后由所述红外温度传感器接受激光反射回来的光波来探测出温度，精确度在0. 1摄氏度。
6.根据权利要求1所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述第二温度探测器设于抛光液存放容器输出端连接的输出管道的中间段内。
7.根据权利要求1所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述保温套采用轻质、隔热、耐高低温的防火保温材料制成。
8.根据权利要求7所述的实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，其特征在于，所述保温套为可拆卸式结构。
全文摘要
本发明公开了一种实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统，包括第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器、保温套、温度控制器和主控制器，第一温度探测器和第二温度探测器分别设于抛光液存放容器内和抛光液存放容器的输出端，保温套包裹在抛光液存放容器输出端连接的输出管道的外表面，第三温度探测器设在研磨垫附近，温度控制器设在抛光液存放容器供给端，第一温度探测器、第二温度探测器、第三温度探测器和温度控制器分别与主控制器连接。本发明实现化学机械研磨过程中抛光液温度控制的系统实现了晶圆在化学机械研磨过程中的温度控制，提高了晶圆的产出率和稳定性。
文档编号B24B37/02GK102416595SQ201110138149
公开日2012年4月18日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者张守龙, 白英英, 陈玉文 申请人:上海华力微电子有限公司