一种具有温度调节功能的抛光转台和化学机械抛光设备制造技术

本发明专利技术公开了一种具有温度调节功能的抛光转台和化学机械抛光设备，其中，抛光转台包括：旋转组件；抛光盘，其连接在所述旋转组件上，并用于在其上覆盖抛光垫；温度调整元件，其与所述抛光盘连接，用于调节所述抛光垫的温度；流体介质通道，其设置于所述温度调整元件的下方，以进行散热或供热。本发明专利技术利用温度调整元件对抛光垫进行温度调节，同时流体介质通道配合作业。道配合作业。道配合作业。

【技术实现步骤摘要】
一种具有温度调节功能的抛光转台和化学机械抛光设备


[0001]本专利技术涉及晶圆的化学机械抛光
，尤其涉及一种具有温度调节功能的抛光转台和化学机械抛光设备。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。温度可以改变抛光去除速率，例如，温度高、抛光去除速率高，温度低、抛光去除速率低。随着集成电路制程的提高，温度对于抛光的作用日益凸显。因此，需要对化学机械抛光过程中的温度进行控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种具有温度调节功能的抛光转台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。
[0005]本专利技术实施例的第一方面提供了一种具有温度调节功能的抛光转台，包括：旋转组件；抛光盘，其连接在所述旋转组件上，并用于在其上覆盖抛光垫；温度调整元件，其与所述抛光盘连接，用于调节所述抛光垫的温度；流体介质通道，其设置于所述温度调整元件的下方，以进行散热或供热。
[0006]在一个实施例中，所述温度调整元件为珀尔帖元件；当所述珀尔帖元件的靠近抛光垫的一端作为放热端向抛光垫放热时，所述流体介质通道向珀尔帖元件的远离抛光垫的吸热端供热；当所述珀尔帖元件的靠近抛光垫的一端作为吸热端从抛光垫吸热时，所述流体介质通道对珀尔帖元件的远离抛光垫的放热端进行散热。
[0007]在一个实施例中，所述珀尔帖元件设有多个，排列成阵列，以对抛光垫的不同区域进行不同温度调节，并可以独立控制各区域的温度。
[0008]在一个实施例中，多个所述珀尔帖元件按照环形排布，以使抛光垫在半径方向上形成至少两个具有不同温度的环形区域；和/或，多个所述珀尔帖元件按照扇形排布，以使抛光垫在圆周方向上形成至少两个具有不同温度的扇形区域；和/或，
所述珀尔帖元件沿径向和周向分为多个弓形进行排布。
[0009]在一个实施例中，所述抛光盘包括下盘，所述下盘位于所述温度调整元件下方，所述下盘的内部设有所述流体介质通道。
[0010]在一个实施例中，所述流体介质通道在所述下盘的内部延伸，所述流体介质通道通过贯穿所述下盘下表面的流入孔和流出孔与管路连通，所述管路穿过所述旋转组件的中空腔室与旋转接头连接，所述管路通过旋转接头连通流体源。
[0011]在一个实施例中，所述抛光盘还包括盖在所述下盘上方的上盘，所述温度调整元件夹在所述上盘和所述下盘之间。
[0012]在一个实施例中，所述抛光盘包括上盘，所述上盘位于所述温度调整元件上方，所述上盘的下方设有散流盘以提供所述流体介质通道。
[0013]在一个实施例中，所述散流盘包括位于其内部的通道、连通通道与上表面的出口、连通通道与下表面的入口以及与所述通道间隔设置的连通其上、下表面的联通孔，流体经入口进入通道并从出口向上排出至散流盘上方的空间，然后流体经联通孔向下排出从而实现循环。
[0014]在一个实施例中，所述上盘包括用于承载抛光垫的盘面和从盘面的周侧向下延伸的周壁。
[0015]在一个实施例中，所述旋转组件包括转轴、轴承、电机和旋转接头，转轴通过轴承固定在基座上实现支撑以及旋转的功能，转轴还与电机连接，转轴下端连接旋转接头。
[0016]本专利技术实施例的第二方面提供了一种化学机械抛光设备，包括：如上所述的具有温度调节功能的抛光转台；承载头，用于吸附晶圆并将晶圆按压在抛光垫上进行旋转；供液部，用于向抛光垫表面提供抛光液；修整器，用于对抛光垫表面进行修整。
[0017]本专利技术实施例的有益效果包括：利用温度调整元件对抛光垫进行温度调节，同时流体介质通道配合其作业，调节精度高、响应速度快，能够满足先进工艺对调节速度和调节精度的要求。
附图说明
[0018]通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的优点将变得更清楚和更容易理解，但这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术的保护范围，其中：图1为本专利技术一实施例提供的化学机械抛光设备的结构示意图；图2为实施例一提供的抛光转台的结构示意图；图3至图5示出了珀尔帖元件的多种设置方式；图6为实施例二提供的抛光转台的结构示意图；图7为实施例三提供的抛光转台的结构示意图；图8为本专利技术一实施例提供的散流盘的立体图；图9为图8中散流盘的剖视图。
具体实施方式
[0019]下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。应当理解的是，除非特别予以说明，为了便于理解，以下对本专利技术具体实施方式的描述都是建立在相关设备、装置、部件等处于原始静止的未给与外界控制信号和驱动力的自然状态下描述的。
[0020]此外，还需要说明的是，本申请中使用的例如前、后、上、下、左、右、顶、底、正、背、水平、垂直等表示方位的术语仅仅是为了便于说明，用以帮助对相对位置或方向的理解，并非旨在限制任何装置或结构的取向。
[0021]为了说明本专利技术所述的技术方案，下面将参考附图并结合实施例来进行说明。
[0022]在本申请中，化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing）也称为化学机械平坦化（Chemical Mechanical Planarization），晶圆（wafer）也称为晶片、硅片、基片或基板（substrate），其含义和实际作用等同。
[0023]如图1所示，本专利技术一实施例提供的化学机械抛光设备1包括抛光转台10、粘接在抛光转台10上的抛光垫20、吸附晶圆并带动晶圆旋转的承载头30、修整抛光垫20的修整器40、以及向抛光垫20表面提供抛光液的供液部50。
[0024]在抛光开始前，机械手将晶圆搬运至存片部处，承载头30从存片部装载晶圆后沿抛光转台10的径向移动至抛光转台10的上方。在化学机械抛光过程中，承载头30将晶圆按压在抛光转台10表面覆盖的抛光垫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，包括：旋转组件；抛光盘，其连接在所述旋转组件上，并用于在其上覆盖抛光垫；温度调整元件，其与所述抛光盘连接，用于调节所述抛光垫的温度；流体介质通道，其设置于所述温度调整元件的下方，以进行散热或供热。2.如权利要求1所述的具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，所述温度调整元件为珀尔帖元件；当所述珀尔帖元件的靠近抛光垫的一端作为放热端向抛光垫放热时，所述流体介质通道向珀尔帖元件的远离抛光垫的吸热端供热；当所述珀尔帖元件的靠近抛光垫的一端作为吸热端从抛光垫吸热时，所述流体介质通道对珀尔帖元件的远离抛光垫的放热端进行散热。3.如权利要求2所述的具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，所述珀尔帖元件设有多个，排列成阵列，以对抛光垫的不同区域进行不同温度调节，并可以独立控制各区域的温度。4.如权利要求3所述的具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，多个所述珀尔帖元件按照环形排布，以使抛光垫在半径方向上形成至少两个具有不同温度的环形区域；和/或，多个所述珀尔帖元件按照扇形排布，以使抛光垫在圆周方向上形成至少两个具有不同温度的扇形区域；和/或，所述珀尔帖元件沿径向和周向分为多个弓形进行排布。5.如权利要求1所述的具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，所述抛光盘包括下盘，所述下盘位于所述温度调整元件下方，所述下盘的内部设有所述流体介质通道。6.如权利要求5所述的具有温度调节功能的抛光转台，其特征在于，所述流体介质通道在所述下盘的内部延伸，所述流体介质通道通...

【专利技术属性】
技术研发人员：许振杰，王同庆，张国铭，路新春，
申请(专利权)人：华海清科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：