晶圆温度控制系统、控制方法、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种晶圆温度控制系统、控制方法、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、化学机械研磨(cmp)也被称为化学机械抛光，其是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术。根据研磨对象不同主要可分为：金属研磨和非金属研磨，如硅研磨(poly cmp)、硅氧化物研磨(silicon oxide cmp)、碳化硅研磨(silicon carbide cmp)、钨研磨(w cmp)和铜研磨(cu cmp)等。而研磨装置包括：研磨液(slurry)、研磨垫(pad)、研磨盘(platen)、清洗刷(brush)和化学清洗剂与保护剂(chemical)等。

2、在进行化学机械研磨的过程中，研磨垫与晶圆接触，并借助研磨液进行相对转动摩擦来去除晶圆表面一定厚度的薄膜，然而，当研磨时间较长时，研磨产生的热量无法消散，从而使得研磨速率及晶圆状态都会受到影响，而不利于对工艺的精确控制，因此，需要在研磨过程中对研磨机台进行降温。现有的研磨机台采用的降温方式包括：1)借助冷却水循环对研磨盘进行物理降温，原理是利用冷却水管道接触研磨盘进行热传导；2)在研磨过程中不流研磨液时或者研磨结束时，在利用去离子水高压冲洗研磨垫的同时，顺带着对研磨垫进行降温；3)利用机台侧壁存在的水帘带走研磨装置内环境的热量。然而，利用研磨盘降温只是减少金属研磨盘对研磨垫热量的影响；diw(去离子水)降温也仅是清洗的时候进行的辅助降温，降温效果并不好；而利用机台侧壁的水帘带走热量的方式来降温也无法达到所要的效果。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆温度控制系统、控制方法、计算机设备及存储介质，用于解决以现有的降低晶圆温度的方法无法达到较好的降温效果而导致晶圆研磨精度受到影响的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆温度控制系统，所述控制系统包括：晶圆研磨装置、控制模块、调节模块及监测模块；

3、所述晶圆研磨装置包括具有气路的研磨头，在进行化学机械研磨的过程中，通过于所述气路内通入冷却气体来调节晶圆温度；

4、所述监测模块用于实时量测所述晶圆的温度以产生温度信号，并将所述温度信号发送给所述控制模块；

5、所述控制模块接收所述温度信号后，根据所述温度信号产生用于调节所述冷却气体的流速及通入时长的调节信号，并将所述调节信号发送给所述调节模块；

6、所述调节模块根据接收的所述调节信号来调节通入所述气路的所述冷却气体的流速及通入时长以实现对所述晶圆温度的调节。

7、可选地，所述研磨头包括5个独立的气路，且在进行化学机械研磨的过程中，5个所述气路均通入所述冷却气体。

8、可选地，所述冷却气体包括氮气或惰性气体。

9、可选地，所述监测模块包括至少一个温度感应器。

10、可选地，所述控制模块包括接收单元、处理单元及发送单元，其中，所述接收单元用于接收所述温度信号并发送至处理单元；所述处理单元根据接收的所述温度信号进行分析计算以得到所述调节信号，并将所述调节信号通过所述发送单元发送给所述调节模块。

11、可选地，所述调节模块包括气流调节器。

12、本发明还提供一种利用如上所述的晶圆温度控制系统的晶圆温度控制方法，所述方法包括：

13、步骤s1)通入冷却气体；在进行化学机械研磨的过程中，通过研磨头的气路通入所述冷却气体；

14、步骤s2)温度量测；监测模块实时检测晶圆的温度以产生温度信号，并将所述温度信号发送给控制模块；

15、步骤s3)产生并发送调节信号；所述控制模块根据接收的温度信号产生调节所述冷却气体的流速及通入时长的调节信号，并将所述调节信号发送给所述调节模块；

16、步骤4)调节所述冷却气体的流速及通入时长；所述调节模块根据接收的所述调节信号来调节所述冷却气体的流速及通入时长。

17、本发明还提供一种计算机设备，包括处理器以及存储器，所述处理器适于实现各指令，所述存储器适于存储多条指令，其中，所述指令适于由所述处理器加载并执行如上所述的晶圆温度控制方法。

18、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，其中，当所述计算机可执行的指令被执行时实现如上所述的晶圆温度控制方法。

19、如上所述，本发明的晶圆温度控制系统、控制方法、计算机设备及存储介质，通过于研磨头的气路中通入冷却气体来降低晶圆的温度，并利用温度感应器来实时监测晶圆的温度，以实时调节冷却气体的流速及通入时长，从而达到调节晶圆温度的目的。通过上述方式可减少研磨工艺过程中晶圆温度对研磨产生的影响，从而提高化学机械研磨的精确度。

技术特征：

1.一种晶圆温度控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：晶圆研磨装置、控制模块、调节模块及监测模块；

2.根据权利要求1所述的晶圆温度控制系统，其特征在于，所述研磨头包括5个独立的气路，且在进行化学机械研磨的过程中，5个所述气路均通入所述冷却气体。

3.根据权利要求2所述的晶圆温度控制系统，其特征在于，所述冷却气体包括氮气或惰性气体。

4.根据权利要求1所述的晶圆温度控制系统，其特征在于，所述监测模块包括至少一个温度感应器。

5.根据权利要求1所述的晶圆温度控制系统，其特征在于，所述控制模块包括接收单元、处理单元及发送单元，其中，所述接收单元用于接收所述温度信号并发送至处理单元；所述处理单元根据接收的所述温度信号进行分析计算以得到所述调节信号，并将所述调节信号通过所述发送单元发送给所述调节模块。

6.根据权利要求1所述的晶圆温度控制系统，其特征在于，所述调节模块包括气流调节器。

7.一种利用如权利要求1～6任一项所述的晶圆温度控制系统的晶圆温度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述处理器适于实现各指令，所述存储器适于存储多条指令，其中，所述指令适于由所述处理器加载并执行如权利要求7所述的晶圆温度控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可执行的指令，其中，当所述计算机可执行的指令被执行时实现如权利要求7所述的晶圆温度控制方法。

技术总结本发明提供一种晶圆温度控制系统，所述控制系统包括：晶圆研磨装置、控制模块、调节模块及监测模块；晶圆研磨装置包括具有气路的研磨头，在进行化学机械研磨的过程中，通过于气路内通入冷却气体来调节晶圆温度；监测模块用于实时量测晶圆的温度，并将产生的温度信号发送给控制模块；控制模块接收所述温度信号后，根据温度信号产生用于调节冷却气体的流速及通入时长的调节信号，并将调节信号发送给调节模块；调节模块根据接收的调节信号来调节通入气路的冷却气体的流速及通入时长以实现对晶圆温度的调节。通过本发明解决了以现有的降低晶圆温度的方法无法达到较好的降温效果而导致晶圆研磨精度受到影响的问题。技术研发人员：段晴晴受保护的技术使用者：上海华力集成电路制造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20