一种晶圆抛光液恒温控制装置的制作方法

本发明涉及一种晶圆抛光液恒温控制装置。

背景技术：

1、双面抛光设备是一种实现晶圆正背面同时加工的新型抛光技术。12寸再生晶圆是通过回收客户端广泛运用的测试片，通过使用恰当的抛光液与抛光垫，稳定控制加工中的耗材温度、ph等条件，在一定的压力和转速下实现晶圆的高质量表面处理，使得这些测试片能够恢复到最开始试机时状态进行再利用。

2、抛光过程中，由于成本控制问题，按比例配置好的新抛光液在一定条件下可重复使用，涉及到流入抛光机进入研磨后，抛光液持续升温再进行回收循环利用，回收后重新再流入抛光机。由于温度的变化对抛光垫形变、抛光液化学反应速率、抛光液中研磨颗粒的团聚均会产生影响，因此控制抛光液的温度对提升稳定的晶圆颗粒水平尤为重要。

3、现有的抛光液循环设备，是将与水体接触式的金属加热棒与冷却水管路同时集成在抛光液循环配液大桶内，温度传感器直接插入循环配液大桶。先通过金属加热棒加热到工艺设定温度后，高于设定温度时关闭加热棒、同时启动冷却水；低于设定温度时再次启动加热棒，关闭冷却水。该方式存在温度控制范围区间大，金属加热棒还有重金属对抛光液产生污染的风险。

4、本发明通过一种新型恒温控制系统，采用与水体非接触式的热源，精确控制双面研磨设备抛光液流入机台的温度，同时利用冷却水单元控制回收循环的抛光液温度，进而提升抛光后硅片表面的颗粒水平。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种晶圆抛光液恒温控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆抛光液恒温控制装置，包括储液槽、去离子水箱、制冷散热设备、加热换热器、制冷换热器和控制系统；所述的去离子水箱内设有u形加热管；所述的储液槽内设有搅拌器，储液槽连接制冷换热器和加热换热器，所述的加热换热器的热源是去离子水，所述的制冷换热器与制冷散热设备连接，制冷散热设备包括蒸发器和散热鳍片；所述的制冷换热器通过制冷剂进行制冷换热。

3、优选的，所述制冷剂通过压缩机进入制冷换热器。

4、优选的，所述储液槽、去离子水箱、加热换热器和制冷换热器内设有温度传感器。

5、优选的，所述控制系统由微控制器、a/d模块、d/a模块、温度传感器、显示模块、执行器和电源模块组成，通过rs485总线与上位机通信，通过a/d模块采集温度及液位的传感器信息，d/a模块电压输出0-10 v电压控制搅拌器电机转速，并通过继电器控制循环泵及u形加热管的电热丝。

6、优选的，所述设备参数如下，

7、外部环境:22℃，

8、管路热交换率:100 w/ m2/℃，

9、抛光液箱体容积:50 l，换热率:10 w/℃/m2，

10、加热水箱容积:20 l，换热率:100 w/℃/m2，

11、换热金属:不锈钢材料，

12、内循环流速:20 l/min，

13、固定制冷量:1000 w。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、现有技术的温度监测点位设定在桶内，本发明监测点在多个部位，消除了抛光液的温度控制盲区，实现测定温度就是出液温度，提高液体温度测量的真实性，可靠性。

16、非接触式热源提高加工研磨液的纯净能力，无接触水体热源，避免电气环境的漏电风险，提升系统可靠性。

17、3、现有技术的回收箱体采用液位式感应，且没有冷却水装置。当加工完成的排放液体到达固定液位后就进行回收，不考虑回收箱中液体温度的回收，对再次进行加工的温度影响。

技术特征：

1.一种晶圆抛光液恒温控制装置，其特征是：包括储液槽、去离子水箱、制冷散热设备、加热换热器、制冷换热器7和控制系统；所述的去离子水箱内设有u形加热管；所述的储液槽内设有搅拌器，储液槽连接制冷换热器和加热换热器，所述的加热换热器的热源是去离子水，所述的制冷换热器与制冷散热设备连接，制冷散热设备包括蒸发器和散热鳍片；所述的制冷换热器通过制冷剂进行制冷换热。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆抛光液恒温控制装置，其特征是：所述制冷剂通过压缩机进入制冷换热器。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆抛光液恒温控制装置，其特征是：所述储液槽、去离子水箱、加热换热器和制冷换热器内设有温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆抛光液恒温控制装置，其特征是：所述控制系统由微控制器、a/d模块、d/a模块、温度传感器、显示模块、执行器和电源模块组成，通过rs485总线与上位机通信，通过a/d模块采集温度及液位的传感器信息，d/a模块电压输出0-10 v电压控制搅拌器电机转速，并通过继电器控制循环泵及u形加热管的电热丝。

5.根据权利要求1所述的一种晶圆抛光液恒温控制装置，其特征是：所述设备参数如下，

技术总结
本发明公开了一种晶圆抛光液恒温控制装置，包括储液槽、去离子水箱、制冷散热设备、加热换热器、制冷换热器和控制系统；所述的去离子水箱内设有U形加热管；所述的储液槽内设有搅拌器，储液槽连接制冷换热器和加热换热器，所述的加热换热器的热源是去离子水，所述的制冷换热器与制冷散热设备连接，制冷散热设备包括蒸发器和散热鳍片；所述的制冷换热器通过制冷剂进行制冷换热；非接触式热源提高加工研磨液的纯净能力，无接触水体热源，避免电气环境的漏电风险，提升系统可靠性。

技术研发人员：王晨,韩五静
受保护的技术使用者：安徽富乐德长江半导体材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15