晶圆加工装置及其加工方法制造方法及图纸

一种晶圆加工装置及其加工方法，其中，装置包括：支撑台，所述支撑台包括支撑面，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量；位于所述支撑面表面的研磨垫；安装晶圆并带动晶圆与所述研磨垫相互摩擦的研磨头。所述晶圆加工装置结构简单，且能耗较小。

Wafer processing device and its processing method

A wafer processing apparatus and method, wherein the device comprises a support table, the support table comprises a supporting surface, the support of Taichung has coolant, the coolant is supersaturated solution, the solubility of solute in saturated solution increases with the increase of temperature, the heat absorption and the supersaturated solution when the solute is dissolved; the polishing pad is located on the surface of the wafer support surface; installation and grinding head driven wafer and the polishing pad friction. The structure of the wafer processing device is simple and the energy consumption is small.

【技术实现步骤摘要】
晶圆加工装置及其加工方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆加工装置及其加工方法。
技术介绍
化学机械研磨(ChemicalmechanicalPolishing，CMP)装置是半导体制造领域常用的一种平坦化装置，能够提高晶圆表面的平整度。化学机械研磨装置通过晶圆与研磨垫之间的摩擦，并在研磨液的帮助下使晶圆表面平整度增加。在化学机械研磨中，晶圆与研磨垫的摩擦，会导致研磨垫表面温度升高。研磨垫温度升高会导致研磨液与晶圆的反应速率发生变化，从而导致研磨速率发生变化，进而使研磨后晶圆表面平整度较差。为了在机械研磨过程中，降低研磨垫的温度，化学机械研磨装置采用在支撑台内设计管道，并持续向所述管道内通入冷却水来控制研磨垫表面的温度，从而间接控制研磨液的温度。然而，现有的化学机械研磨装置的结构较复杂。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种晶圆加工装置及其加工方法，能够简化加工装置的结构。为解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆加工装置，包括：支撑台，所述支撑台包括支撑面，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量；位于所述支撑面表面的研磨垫；安装晶圆并带动晶圆与所述研磨垫相互摩擦的研磨头。可选的，所述过饱和溶液内溶质的材料为硝酸钾、硝酸铵或氯化铵。可选的，所述支撑台中具有冷却腔；所述冷却剂位于所述冷却腔中。可选的，所述冷却腔为封闭的腔体；或者，所述晶圆加工装置还包括：与所述冷却腔连通的进水设备和抽水设备，所述进水设备向所述冷却腔中通入冷却剂，所述抽水设备抽出所述冷却腔中的冷却剂。可选的，所述冷却腔为冷却管道；或者所述冷却腔为柱体，所述冷却腔的中心轴与所述支撑台的中心轴重合。可选的，所述冷却腔的体积为2L～3L；所述冷却腔沿垂直于所述支撑面方向上的尺寸大于1cm。可选的，所述支撑台中具有容纳腔，所述容纳腔中具有冷却容器；所述冷却剂位于所述冷却容器中。可选的，所述冷却容器为封闭容器。相应的，本专利技术技术方案还提供一种晶圆加工方法，包括：提供晶圆加工装置；提供晶圆，所述晶圆包括相对的处理面和背面；将所述晶圆安装于所述研磨头，使所述晶圆背面与所述研磨头贴合；将所述晶圆安装于所述研磨头之后，使研磨垫对晶圆处理面进行第一研磨处理。可选的，所述第一研磨处理之后，还包括：更换所述冷却剂；更换所述冷却剂之后，使研磨垫对所述晶圆进行第二研磨处理；所述支撑台中具有冷却腔，所述冷却剂位于所述冷却腔中；所述晶圆加工装置还包括：与所述冷却腔连通的进水设备和抽水设备，所述进水设备用于向所述冷却腔中通入冷却剂，所述抽水设备用于抽出所述冷却腔中的冷却剂；更换所述冷却剂的步骤包括：提供待更换冷却剂；通过所述抽水设备抽出所述支撑台中的冷却剂；抽出所述支撑台中的冷却剂之后，通过所述进水设备向所述支撑台中通入所述待更换冷却剂。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的晶圆加工装置中，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量。当晶圆与研磨垫相互摩擦，导致研磨垫温度升高时，所述冷却剂中的过饱和溶液内溶质的溶解度增加，由于所述冷却剂为过饱和溶液，所述冷却剂中的溶质固体颗粒逐渐溶解，吸收周围的热量，使研磨垫的温度维持稳定值；研磨结束之后，所述研磨垫的温度下降，所述过饱和溶液内溶质的溶解度降低，冷却剂析出溶质固体颗粒。由于所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度的升高而增加，且过饱和溶液内溶质溶解时吸热，则所述过饱和溶液内溶质的溶解度能够根据所述研磨垫的温度自动调节，因此，所述晶圆加工装置能够根据所述研磨垫的温度自动调节吸收的热量，所述晶圆加工装置不需要通过测量研磨垫的温度来对研磨垫的温度进行控制，从而能够简化晶圆加工装置的结构。进一步，所述饱和溶液溶质为硝酸钠。由于硝酸钠固体颗粒溶解时的吸热系数较大，从而能够降低能耗；另外，硝酸钠的溶解度随温度变化较明显，从而能够有效控制研磨垫的温度。进一步，所述进水设备和抽水设备能够对所述冷却剂进行更换，从而能够使冷却剂满足不同的工艺要求，例如：研磨液与晶圆的反应速率较快，且磨料较粗大，晶圆的去除量较大时，在研磨过程中，产生的热量较多，需要使用溶解时吸热系数较大的冷却剂溶质，则可以通过进水设备和抽水设备对所述冷却剂进行更换，从而能够提高研磨垫的降温速率，进而改善晶圆的加工精度。本专利技术技术方案提供的晶圆的加工方法中，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量。当晶圆与研磨垫相互摩擦，导致研磨垫温度升高时，所述冷却剂中的过饱和溶液内溶质的溶解度增加，由于所述冷却剂为过饱和溶液，所述冷却剂中的过饱和溶液内溶质固体颗粒逐渐溶解，吸收周围的热量，使研磨垫的温度维持稳定值；研磨结束之后，所述研磨垫的温度下降，所述过饱和溶液内溶质的溶解度降低，冷却剂析出过饱和溶液内溶质固体颗粒。由于所述过饱和溶液内溶质的溶解度能够根据所述研磨垫的温度自动调节，因此，所述晶圆加工装置结构简单。附图说明图1是一种晶圆加工装置的结构示意图；图2和图3是本专利技术的晶圆加工装置一实施例的结构示意图；图4至图7是本专利技术的晶圆加工方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式现有的晶圆加工装置的结构较复杂。现结合一种晶圆加工装置，分析其结构复杂的原因：图1是一种晶圆加工装置的结构示意图。所述晶圆加工装置包括：支撑台和位于所述支撑台表面的研磨垫100，所述研磨垫100包括研磨面；研磨头140，用于安装晶圆，并带动晶圆与研磨垫100研磨面进行摩擦，实现对晶圆的平坦化；温度控制装置，所述温度控制装置包括：温度采集单元110、控制单元和冷却单元130；所述温度采集单元110用于测量研磨垫100的温度；控制单元120用于根据所述研磨垫100的温度控制冷却单元130的工作状态；冷却单元130，用于对所述研磨垫100进行降温处理。其中，所述冷却单元130包括：位于所述支撑台中的冷却管道；连接所述冷却管道的冷却设备。所述晶圆加工装置的工作原理包括：研磨头140带动晶圆相对于研磨垫100进行研磨的过程中，通过温度采集单元110对研磨垫的温度进行测量，获取研磨垫100的温度；通过控制单元120对所述研磨垫100的温度进行分析，当所述研磨垫100的温度超过预定温度时，向所述冷却管道中通入冷却水，对所述研磨垫100进行冷却处理；当所述研磨垫100的温度低于预设温度时停止向所述冷却管道中通入冷却水。由于所述晶圆加工装置通过冷却水对所述研磨垫100进行降温，冷却水不能根据所述研磨垫100的温度自动调节冷却单元130的工作状态。因此，所述晶圆加工装置还需要温度采集单元110对所述研磨垫100的温度进行监控，并通过控制单元120控制所述冷却单元130的工作状态。综上，所述晶圆加工装置的结构较复杂。为了解决上述问题，本专利技术提供一种晶圆加工装置，包括：支撑台，所述支撑台包括支撑面，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量；位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆加工装置，其特征在于，包括：支撑台，所述支撑台包括支撑面，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量；位于所述支撑面表面的研磨垫；安装晶圆并带动晶圆与所述研磨垫相互摩擦的研磨头。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆加工装置，其特征在于，包括：支撑台，所述支撑台包括支撑面，所述支撑台中具有冷却剂，所述冷却剂为过饱和溶液，所述过饱和溶液内溶质的溶解度随温度升高而增加，且所述过饱和溶液内溶质溶解时吸收热量；位于所述支撑面表面的研磨垫；安装晶圆并带动晶圆与所述研磨垫相互摩擦的研磨头。2.如权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述过饱和溶液内溶质的材料为硝酸钾、硝酸铵或氯化铵。3.如权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述支撑台中具有冷却腔；所述冷却剂位于所述冷却腔中。4.如权利要求3所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述冷却腔为封闭的腔体；或者，所述晶圆加工装置还包括：与所述冷却腔连通的进水设备和抽水设备，所述进水设备向所述冷却腔中通入冷却剂，所述抽水设备抽出所述冷却腔中的冷却剂。5.如权利要求3所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述冷却腔为冷却管道；或者所述冷却腔为柱体，所述冷却腔的中心轴与所述支撑台的中心轴重合。6.如权利要求3所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述冷却腔的体积为2L～3L；所述冷却腔沿垂直于所述支撑面方向上的尺寸大于1cm。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海宽，沈新林，林宗贤，吴龙江，郭松辉，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32