CN109719615A - 基板处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基板处理装置，其包括：研磨垫，用于研磨基板的研磨层；承载头，用于将基板压靠在研磨垫上；控制部，基于由温度测量部测量的温度信息，控制基板的研磨结束时间点。

Description

基板处理装置

技术领域

本发明涉及基板处理装置，更具体而言，涉及一种能够准确控制基板的研磨厚度、提高研磨效率的基板处理装置。

背景技术

一般而言，化学机械式研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工序是使晶片等基板以接触旋转的研磨盘上的状态旋转并进行机械研磨，使基板表面平坦，以便达到预先确定的厚度的工序。

为此，如图1及图2所示，化学机械式研磨装置1在将研磨垫11覆盖于研磨盘10上的状态下自转，利用承载头20，将基板W压靠在研磨垫11的表面并使其旋转，平坦地研磨晶片W的表面。为此，具备调节器30，所述调节器30进行回旋运动，以便研磨垫11的表面保持既定的状态，并同时对调节盘31进行施压和旋转，修整研磨垫11，执行化学研磨的浆料通过浆料供应管40，供应到研磨垫11的表面。

在化学机械式研磨工序中，需要监视基板W的研磨层厚度，使基板W的研磨层厚度分布均匀，直到达到目标厚度时为止，当达到目标厚度时，结束化学机械式研磨工序。

作为原来已知的决定基板的研磨结束时间点的方式之一，有利用传感器50来测量基板W的研磨层厚度，基于传感器50测量的信号来决定基板的研磨结束时间点的方式。传感器50安装于研磨垫11上，每当研磨垫11旋转一圈11d、传感器50穿过基板W的下侧时，传感器50接收包含基板W研磨层厚度信息的信号。

作为一个示例，当基板W的研磨层以作为导电性材料的钨等金属材料形成时，作为传感器50，可以使用涡电流传感器，其接入涡电流，从涡电流信号的阻抗、电抗、电感、相位差中的任意一个以上的变动量来感知基板W研磨层厚度。

可是，利用涡电流传感器测量的信号来决定基板的研磨结束时间点的方式，不仅演算涡电流传感器测量的信号的过程非常复杂，而且进行演算过程需要大量时间，因研磨垫的厚度变动导致的涡电流信号的误差，存在基板研磨层的厚度分布及研磨结束时间点被错误认知的可能性大的问题。

作为原来已知的决定基板的研磨结束时间点的方式中的另一种，有一种通过检测将基板W压靠在研磨垫11表面并使其旋转的承载头20的扭矩变化来确定基板的研磨结束时间点的方式。

但是，承载头20的扭矩变化不仅会因基板W的研磨层材料，还会因施加于基板的压力等和多种因素而发生，因此，存在基于承载头20的扭矩变化，难以准确地决定基板W研磨结束时间点的问题。特别是在短时间内，测量承载头20的扭矩变化，根据测量的结果来决定基板W的研磨结束时间点，实质上是非常困难的问题。

为此，最近虽然进行了旨在准确地检测基板的研磨厚度、准确地控制研磨结束时间点的多种探索，但还远远不够，要求对此的开发。

发明内容

技术问题

本发明目的在于提供一种能够准确控制基板的研磨厚度、提高研磨效率的基板处理装置。

特别是本发明目的在于，使得能够迅速准确地控制基板研磨结束时间点。

另外，本发明目的在于使得能够提高基板的研磨效率、提高品质。

另外，本发明目的在于使得能够简化基板的研磨控制、提高控制效率。

技术方案

旨在达成所述本发明目的的本发明提供一种基板处理装置，包括：研磨垫，用于研磨基板的研磨层；承载头，用于将基板压靠在研磨垫上；温度测量部，配置于从基板的下部排出到基板外侧的使用后的浆料的排出区域，在排出区域的多个位置上测量研磨垫的温度信息；控制部，基于由温度测量部测量的温度信息，控制基板的研磨结束时间点。

发明效果

综上所述，根据本发明，可以获得能够准确控制基板的研磨厚度、提高研磨效率的有利效果。

特别是根据本发明，基于在多个位置上测量的研磨垫的温度信息，控制基板的研磨结束时间点，借助于此，可以获得准确地控制基板的研磨厚度、迅速而准确地控制基板的研磨结束时间点的有利效果。

另外，根据本发明，即使不经过复杂而烦琐的演算过程，单纯只利用研磨垫的平均温度信息，也可以控制基板的研磨结束时间点，因而可以获得简化基板的处理工序、缩短处理时间的有利效果。

另外，根据本发明，可以提高研磨效率，可以获得无偏差地将基板研磨成所需的准确厚度、提高研磨品质的有利效果。

另外，根据本发明，可以获得简化基板的研磨控制、提高控制效率的有利效果。

另外，根据本发明，可以获得提高生产率及收率的有利效果。

附图说明

图1是图示现有的化学机械式研磨装置的结构的俯视图。

图2是图示现有的化学机械式研磨装置的结构的侧视图。

图3是图示本发明的基板处理装置的侧视图。

图4及图5是图示本发明的基板处理装置的俯视图。

图6是用于说明本发明的基板处理装置的温度测量部的图。

图7是用于说明本发明的基板处理装置的基于温度测量部的温度测量工序的图。

图8是用于说明本发明的基板处理装置的对于由多个温度测量部测量的温度信息进行平均的平均温度信息的图。

图9是用于说明本发明的基板处理装置的基于温度测量部的温度测量工序的另一实施例的图。

图10是用于说明本发明的基板处理装置的浆料去除部的图。

图11是用于说明本发明的基板处理装置的浆料供应部的图。

图12是用于说明本发明的基板处理装置的调节部的图。

附图标记

10：基板处理装置 110：研磨盘

111：研磨垫 120：承载头

130：调节器 140：浆料供应部

142：喷嘴主体 144：喷射喷嘴

150：温度测量部 160：控制部

170：存储部 190：调节部

200：浆料去除部

具体实施方式

下面参照附图，详细说明本发明的优选实施例，但并非本发明由实施例所限制或限定。作为参考，在本说明中，相同的标记指称实质上相同的要素，在这种规则下，可以引用其他图中记载的内容进行说明，可以省略判断为从业人员不言而喻的或重复的内容。

参照图3至12，本发明的基板处理装置10包括：研磨垫111，用于研磨基板W的研磨层；承载头120，用于将基板W压靠在研磨垫111上；温度测量部150，配置于从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域，在排出区域的多个位置上测量研磨垫111的温度信息；控制部160，基于由温度测量部150测量的温度信息，控制基板W的研磨结束时间点。

这是为了准确地控制基板W的研磨厚度，迅速而准确地控制基板W的研磨结束时间点。

即，本发明基于研磨垫111的温度信息，控制基板W的研磨结束时间点，借助于此，可以获得准确地控制基板W的研磨厚度、迅速而准确地控制基板W的研磨结束时间点的有利效果。

换句话说，本发明即使不经过复杂而烦琐的演算过程，单纯只利用研磨垫111的温度信息，也能够迅速而准确地控制基板W的研磨结束时间点。

例如，在研磨层的表面为高低不平的状态(例如，研磨层沉积的最初状态)下和研磨层的表面光滑的状态下，由于研磨层与研磨垫111间的接触面积分别不同，因而研磨层与研磨垫111接触导致摩擦热不同地发生(或浆料引起的化学反应程度不同地发生)，根据研磨层的研磨量而引起研磨垫111的温度变化。因此，如果获知研磨垫111的温度(温度斜度)变化的时间点，则可知研磨层的研磨程度。

特别是在基板W的研磨层并非单一膜而是以不同种膜形成的情况下，通过研磨垫111的温度变化，可以更准确地检测研磨层的研磨程度。

更重要的是，本发明基于在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ的多个位置直接测量的研磨垫111温度信息，控制基板W的研磨结束时间点，借助于此，可以获得更准确地测量研磨垫111的温度信息、提高基板W的研磨结束时间点的准确度的有利效果。

即，从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域的温度，会因不同位置位置或不同位置的厚度而不同地呈现。例如，位于从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域的“A”位置的温度，会呈现得高于或低于位于排出区域的“B”位置的温度，存在研磨垫111的温度测量结果因温度测量部150的温度测量位置是“A”位置与“B”位置中的哪一个而异的问题。

进一步地，温度测量部150可以测量研磨垫111的表面温度，或测量残留于研磨垫111表面的浆料的温度，存在研磨垫111的温度测量结果因温度测量部150的温度测量位置是研磨垫111表面或浆料而异的问题。

但是，本发明利用多个温度测量部150，在多个位置直接测量研磨垫111的温度信息(排出区域中的温度信息)，借助于此，可以获得更准确地测量研磨垫111的温度信息、提高基板的研磨结束时间点的准确度的有利效果。

特别是本发明基于对以经过基板W而露出的浆料为介质测量的研磨垫111温度信息进行平均的平均温度信息，控制基板的研磨结束时间点，借助于此，可以获得进一步提高基板W的研磨结束时间点的准确度的有利效果。

作为参考，在本发明中，所谓的基板W，可以理解为能够在研磨垫111上研磨的研磨对象物，本发明不由基板W的种类及特性所限制或限定。作为一个示例，作为基板W，可以使用晶片。

研磨垫111配备于研磨部分(图中未示出)，以便对基板W执行化学机械式研磨(CMP)工序。

研磨部分可以以能够执行对基板W的化学机械式研磨工序的多样结构提供，并非本发明由研磨部分的结构及布局(lay out)所限定或限制。

更具体而言，在研磨部分可以提供多个研磨盘110，在各研磨盘110的上表面可以附着有研磨垫111，承载头120配备得将基板W压靠在研磨垫111上。

研磨盘110在研磨部分上能旋转地配备，在研磨盘110的上表面，配置有用于研磨基板W的研磨垫111。

在浆料借助于浆料供应部140而供应到研磨垫111上表面的状态下，承载头120将基板W压靠在研磨垫111的上表面，从而执行对基板W的化学机械式研磨工序。

研磨垫111可以形成为具有圆盘状，并非本发明由研磨垫111的形状及特性所限定或限制。

研磨垫111以适合对基板W的机械式研磨的材料形成。例如，研磨垫111可以利用聚氨酯、聚脲(polyurea)、聚酯、聚醚、环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、氟聚合物、乙烯聚合物、丙烯酸及甲基丙酸烯聚合物、硅、乳胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、聚丁橡胶及苯乙烯、丁二烯及丙烯腈的多样共聚物而形成，研磨垫111的材料及特性可以根据要求的条件及设计规格而多样地变更。

另外，在研磨垫111的上表面，形成有具有既定深度的多个凹槽图案(groovepattern)(图中未示出)。凹槽图案可以以直线、曲线、圆形形状中的至少任意一种形状形成。下面，列举在研磨垫111的上表面，形成以研磨垫111的中心为基准具有同心圆形状的多个凹槽图案，各凹槽图案112具有相同宽度并以相同间隔隔开形成的示例进行说明。根据情况，凹槽图案也可以具有不同的形状或以不同的宽度及间隔形成，并非本发明由凹槽图案的形状及排列所限制或限定。

所述承载头120在研磨部分区域上沿着预先设置的循环路径移动，供应到装载单元(图中未示出)的基板W(供应到装载位置的基板)以搭载于承载头120的状态，被承载头120移送。

参照图6，承载头120包括：本体122，与驱动轴(图中未示出)连接旋转；底座124，与本体122连接并一同旋转；隔膜128，为弹性柔韧性材料(例如，聚氨酯)，固定于底座124，形成多个压力腔室C1～C5；压力控制部(图中未示出)，用于向压力腔室C1～C5供应空压，以调节压力。

本体122上端结合于图中未示出的驱动轴并进行旋转驱动。本体122既可以由一个主体形成，也可以由2个以上构件(图中未示出)相互结合的结构构成。

底座124配置得相对于本体122排列于同轴上，与本体122连接结合得一同旋转，与本体122一同旋转。

隔膜128以可伸缩的柔韧性材料形成，安装于承载头120本体122的下表面，以与基板W接触的状态，将基板W压靠在研磨垫111上。

更具体而言，隔膜128包括：底板128a，与基板接触；隔壁128b，从底板128a的上表面延伸形成，并形成多个压力腔室。此时，底板128a沿着隔膜128的半径方向被分割成多个分割板(图中未示出)，多个压力腔室C1～C5向多个分割板独立地施加不同的压力AP。

优选地，承载头120的隔膜128借助相对于中心而以同心圆形成并沿半径方向划分的第一隔壁(图中未示出)，相对于基板W的半径长度，划分为施加不同的压力的压力腔室。与此同时，位于中央部第一压力腔室的半径外侧的第二压力腔室及第三压力腔室，借助于沿圆周方向划分的第二隔壁(图中未示出)，相对于基板W的圆周方向的长度，划分为施加不同的压力的压力腔室。

因此，借助于从压力控制部供应到各个压力腔室C1～C5的空压，不仅可以沿基板W半径方向设置压力偏差并施加压力，而且还可以沿基板W的圆周方向设置压力偏差并施加压力。进一步而言，在化学机械式研磨工序中，对基板W加压的隔膜128的底板128a保持与基板W贴紧的状态，他们之间几乎不发生滑动，因而可以沿基板W的圆周方向，不同地施加压力，从而可以去除沿基板W圆周方向的研磨层厚度偏差。

因此，在获得对基板W整体板面的研磨层厚度分布的状态下，针对基板W研磨层厚度测量得更大的区域，与基板W研磨层厚度测量得更小的区域相比，将施加承载头120压力腔室的压力调节得更大，可以将基板W研磨层厚度整体上准确地调节为希望的分布形状。

即，承载头120的压力腔室C1～C5不仅可以沿半径方向而被第一隔壁划分，而且，还可以沿圆周方向，被第二隔壁划分，因此，即使研磨层厚度在沉积于基板W的时间点不均匀，在化学机械式研磨工序结束的时间点，也可以调节为希望的厚度分布(例如，整体上均匀的厚度分布，或中央部比边缘更厚或更薄的厚度分布)。如上所述，使得可以在化学机械式研磨工序中，相对于二维板面，均匀地调节基板W研磨层厚度分布，与希望的研磨层厚度分布相符地进行研磨工序，可以获得提高研磨品质的有利效果。

作为参考，在本发明的实施例中，列举在隔膜128上部形成独立分割的多个压力腔室C1～C5的示例进行了说明，但根据本发明另一实施例，也可以在隔膜的上部只形成一个压力腔室。

另外，承载头120包括在化学机械式研磨工序中约束基板W的脱离(slip out)的卡环(图中未示出)。

卡环以包围基板四周的方式安装于底座，在基板的研磨工序中，约束基板W的脱离。

作为一个示例，卡环包括环形的第一环构件(图中未示出)、层叠于第一环构件的下部的环形的第二环构件(图中未示出)，以包围在化学机械式研磨工序中位于隔膜下侧的基板W四周的环形形成。根据情况，卡环主体也可以由一个环构件构成。

第一环构件可以由导电性材料形成，第二环构件由非导电性部件形成，在化学机械式研磨工序中与研磨垫接触。作为一个示例，第二不构件可以由工程塑料或树脂等材料形成。

而且，卡环借助位于上侧的环形的卡环压力腔室的压力而被上下移动地驱动。作为一个示例，借助于与卡环一体地上下移动的下侧构件、位于下侧构件上侧并以与下侧构件上表面接触状态配置的上侧构件、包围下侧构件与上侧构件的接触面四周的柔韧性环构件而形成卡环压力腔室，根据从压力控制部向卡环压力腔室供应的压力，调节下侧构件与上侧构件之间的间隔，控制卡环对研磨垫111表面加压的压力。

在本发明的实施例中，列举借助于卡环压力腔室的压力，卡环相对于研磨垫111而沿上下方向移动的示例进行了说明，根据情况，也可以利用汽缸或其他构件而使卡环沿上下方向移动。

而且，在第二环构件的下表面，可以贯通形成有具有半径方向成分的贯通槽(图中未示出)，在化学机械式研磨工序中，供应到研磨垫上的浆料可以通过贯通槽排出。优选地，在第二环构件的下表面，沿圆周方向隔开地形成多个贯通槽，借助于此，可以获得沿着卡环的圆周方向均匀地排出浆料的有利效果。此时，贯通槽的个数及隔开间隔可以根据要求的条件及设计样式而多样地变更。

调节器130配备于研磨垫111的上部，对研磨垫111的表面进行修整。

即，调节器130细微地切削研磨垫111的表面，以便不堵塞在研磨垫111表面发挥盛装由研磨剂和化学物质混合的浆料的作用的发泡微孔；并使填充于研磨垫111发泡气孔的浆料可以顺畅供应给被承载头120把持的基板W。

调节器130可以以能够对研磨垫111表面进行修整的多样结构形成，调节器130的种类及结构可以根据要求的条件及设计规格而多样地变更。

作为一个示例，调节器130包括按预定角度范围进行回旋运动(摆动)的调节器臂(图中未示出)、能沿上下方向移动地结合于调节器臂的盘夹持器(图中未示出)、配置于盘夹持器的下表面的调节盘(图中未示出)，沿着回旋路径而相对于研磨垫111进行回旋移动。

盘夹持器可以借助于能旋转地安装于调节器臂上的旋转轴(图中未示出)而旋转，旋转轴的结构可以根据要求的条件及设计规格而多样地变更。

盘夹持器提供得能相对于旋转轴而沿上下方向移动，在与旋转轴一同旋转的同时，可以相对于旋转轴而沿上下方向移动，在盘夹持器的下部，结合有用于修整研磨垫111的调节盘。

优选地，调节器130可按基板W的区域而不同地修整与基板W接触的研磨垫111的高度。

更具体而言，调节器130使基板W的区域中第一区域所接触的研磨垫111的第一接触区域调节成第一高度，基板W的区域中厚度与第一区域不同的第二区域所接触的研磨垫111的第二接触区域调节为不同于第一高度的第二高度。

即，基板W所接触的研磨垫111的第一接触区域与研磨垫111的第二接触区域，借助于不同地控制调节器130的压力，例如，可以在研磨垫111的第一接触区域，增大调节器130的压力，在研磨垫111的第二接触区域，减小调节器130的压力，借助于此，研磨垫111的第一接触区域与研磨垫111的第二接触区域可以修整为不同的高度。

如上所述，借助于按研磨垫111区域来控制调节器130的压力，既可以减小研磨垫111表面高度偏差(平坦化)，也可以有意地形成研磨垫111的表面高度偏差，按基板W的区域，不同地控制单位时间的研磨量。换句话说，在接触研磨垫111表面高度高的部位的基板W的区域，单位时间的研磨量会提高，相反，在接触研磨垫111表面高度低的部位的基板W的区域，单位时间的研磨量会降低。

所述浆料供应部140在对基板W进行机械研磨期间，供应化学研磨所需的浆料。

浆料供应部140从浆料存储部170接受浆料供应，供应到研磨垫111上。优选地，浆料供应部140在研磨垫111的多个位置供应浆料。

作为一个示例，浆料供应部140包括沿着朝向研磨垫111中心的方向展开的臂(图中未示出)、沿着臂而往复移动的滑块(图中未示出)，在滑块上形成有供应浆料的浆料供应口。如上所述，使得滑块沿着臂移动，从而可以向沿研磨垫111半径方向的多个位置供应浆料。

此时，滑块的滑动移动可以借助于公知的多样驱动装置而实现。优选地，可以在臂上交替配置N极与S极的永磁铁(图中未示出)，可以在滑块上安装线圈，控制施加于线圈的电流，借助于此，使滑块利用线性电动机原理而沿臂滑动。由此，可以在精巧地调节滑块位置的同时，使滑动沿臂移动所需的空间实现最小化，体现紧凑的构成。根据情况，也可以使滑块借助于以驱动电动机的驱动力进行旋转的导螺杆或其他通常的直线运动系统(LinearMotion System)而直线移动。

作为参考，在本发明的实施例中，列举臂朝向研磨垫111中心以直线形状排列的示例进行了说明，但根据本发明的另一实施方式，臂也可以以缓慢的曲线形状形成。不同于此，也可以沿研磨垫111的圆周方向形成臂，使滑块沿着臂，沿研磨垫111圆周方向移动，借助于此，沿研磨垫111圆周方向，在多个位置供应浆料。

如上所述，使得为了基板W研磨层的化学研磨而供应到研磨垫111上的浆料，在从研磨垫111中心沿半径方向隔开的多个位置供应，借助于此，可以向基板W的全体研磨面供应均匀浆料，因而可以按基板W区域，防止化学研磨意外地发生偏差，即使浆料的粘度提高，也可以在基板W的研磨层，按希望的分量均匀供应浆料，可以获得提高基板W的化学研磨效果的有利效果。

优选地，浆料供应部140可以按基板W区域而不同地调节浆料的供应量。

如上所述，根据基板W的厚度分布，按浆料供应的位置而使浆料供应量各不相同，借助于此，也可以按基板W的区域，不同地控制单位时间的研磨量。例如，在要增加基板W旋转中心部位的化学研磨量的情况下，使基板W旋转中心部位的浆料供应量进一步增加，从而可以使基板W旋转中心部位的化学研磨量增加。

不同于此，根据基板W的厚度分布而使滑块的移动速度发生变化，借助于此，也可以按基板W区域，不同地控制单位时间的研磨量。例如，在要向基板W旋转中心部位越来越增加化学研磨量的情况下，从基板W的边缘向旋转中心部位越来越降低滑块的移动速度，进一步增加浆料供应量，从而可以使化学研磨量向基板W旋转中心部位越来越增加。

另外，浆料供应部140按研磨垫111区域，不同地调节浆料的喷射条件，借助于此，可以按研磨垫111的区域，不同地调节浆料的供应量(单位面积的浆料供应量)，也可以按基板W的区域，以不同的单位时间的研磨量来研磨基板W。

浆料供应部140可以以能够按研磨垫111的区域而以不同的喷射面积条件供应浆料的多样结构提供。

作为一个示例，浆料供应部140可以包括第一浆料喷射部(图中未示出)和第二浆料喷射部(图中未示出)，第一浆料喷射部与第二浆料喷射部可以以不同的喷射面积供应浆料。例如，可以由第二浆料喷射部以大于第一浆料喷射部的喷射面积供应浆料。根据情况，也可以由第一浆料供应部以大于第二浆料供应部的喷射面积供应浆料。

第一浆料喷射部和第二浆料喷射部的喷射条件(喷射面积)可以根据要求的条件及设计规格而按多样方式调节。作为一个示例，第一浆料喷射部可以包括设置预定间隔而隔开配置的多个第一喷射喷嘴(图中未示出)构成，第二浆料喷射部可以包括隔开比第一喷射喷嘴间隔开间隔相对更窄的隔开间隔配置的多个第二喷射喷嘴(图中未示出)。作为参考，第二喷射喷嘴由于配置成比第一喷射喷嘴更窄的隔开间隔，因而在具有相同的长度的区间，第二喷射喷嘴的个数多于第一喷射喷嘴的个数。

作为另一示例，浆料供应部140按研磨垫111的区域，不同地调节浆料的喷射高度，借助于此，可以按研磨垫111的区域，不同地调节浆料的供应量(单位面积的浆料供应量)，因而也能够按基板W的区域，以不同的单位时间的研磨量来研磨基板W。

更优选地，参照图4及图8，浆料供应部140以研磨垫的自转方向111a为基准，配置于基板W的后方，将比通过基板W的使用后的浆料更低温度的使用前的浆料LS供应到研磨垫的表面。

其中，所谓的使用后的浆料S，被定义为喷射于研磨垫111上，通过基板W并在基板W研磨工序中使用的浆料，所谓的使用前的浆料LS，被定义为未在基板W研磨工序中使用(未通过基板)的浆料。

浆料供应部140以比通过基板的使用后的浆料S低的温度供应使用前的浆料LS。

这是为了抑制使用后的浆料S导致的研磨垫111温度过度上升，更准确地测量使用后的浆料S的温度变化。

即，供应到研磨垫111的浆料(使用前的浆料)因在通过基板的同时与基板研磨层的化学反应而发热，借助于浆料引起的反应热，研磨垫的温度上升。可是，如果研磨垫的温度上升到既定范围(例如，使用前的浆料温度)以上，则在研磨工序时，难以测量浆料引起的研磨垫温度变化。

但是，本发明以研磨垫111的自转方向111a为基准，在基板W的后方供应温度低于使用后的浆料S的使用前的浆料LS，借助于此，例如，从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ，可以在重新通过基板W之前被冷却。

优选地，参照图11，浆料供应部140包括：喷嘴主体142，沿研磨垫111的半径方向配置；多个喷射喷嘴144，沿喷嘴主体142的长度方向隔开配置，用于喷射使用前的浆料LS。如上所述，以研磨垫111的自转方向111a为基准，通过在基板W的后方沿研磨垫111的半径方向配置的多个喷射喷嘴144，喷射使用前的浆料LS，借助于此，可以获得提高研磨垫111的冷却效率、整体上均匀地喷射使用前的浆料LS的有利效果。

所述温度测量部150配备为在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域的多个位置，独立地测量研磨垫111的温度信息。

作为一个示例，参照图4，配备有多个温度测量部150，以便在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ的多个位置上独立地测量研磨垫111的温度信息。

作为参考，在本发明的实施例中，列举多个温度测量部150在使用后的浆料的排出区域EZ多个位置上独立测量研磨垫111温度信息的示例进行了说明，但根据情况，也可以由一个温度测量部在排出区域移动，并在研磨垫多个位置上测量研磨垫的温度信息。

其中，所谓的使用后的浆料的排出区域EZ，被定义为流入基板W下部并用于研磨基板后，排出到基板W外侧的，使用后的浆料的排出区域(区间)。优选地，排出区域EZ以研磨垫111的自转方向111a为基准，在基板W的前方形成。

根据情况，如图5所示，可定义为从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ'，与图4的排出区域EZ相比，可以更邻接研磨垫111边缘(或邻接研磨垫中央部)，基板W四周区间中除供使用前的浆料LS流入基板W下部的区间之外的剩余区间，可以定义为使用后的浆料的排出区域EZ'。

作为一个示例，多个温度测量部150固定安装于使用后的浆料的排出区域EZ。换句话说，多个温度测量部150以研磨垫111的自转方向111a为基准，固定安装于基板W的前方，在位于排出区域EZ的多个位置上独立地测量温度信息。

温度测量部150可以固定安装于邻接承载头120的设备或结构物，以便以研磨垫111的自转方向111a为基准，配置于基板W的前方，但并非本发明由供温度测量部150固定的被固定体的结构及种类所限制或限定。

优选地，多个温度测量部150沿基板W的圆周方向隔开，配置成包围基板W前方四周的圆弧状。

作为一个示例，参照图7，多个温度测量部150可以安装于具有圆弧状的圆弧形引导杆152，配置得包围基板W的前方四周。根据情况，也可以分别独立地安装多个温度测量部，并非本发明由温度测量部的安装结构所限制或限定。

如上所述，将多个温度测量部150在基板W的前方区域配置成圆弧状，借助于此，可以既定地保持基板W四周与各温度测量部150之间距离，因而可以获得的有利效果是，使对基板W的研磨垫111的研磨部位(温度测量部位)超出基板W进行旋转期间，因温度损失导致的测量准确度下降实现最小化。

即，根据本发明的另一实施例，也可以将多个温度测量部在一条直线上配置成直线形状。但是，如果将多个温度测量部配置成直线形状，则圆形基板与各温度测量部之间距离无法均匀，研磨垫的研磨部位超出基板而达到各温度测量部的时间不同，因此，根据各温度测量部相对于基板的距离而发生温度测量偏差。因此，本发明将温度测量部150在基板W前方区域配置成圆弧状，借助于此，可以既定地保持基板W与各温度测量部150之间距离，因而可以获得减小各温度测量部150间的温度测量偏差、提高测量准确度的有利效果。

温度测量部150可以根据要求的条件，以多样方式，在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ，测量研磨垫111的温度。

作为一个示例，参照图7及图9，温度测量部150在研磨垫111的露出区域，测量残留于研磨垫111的表面的浆料S的温度。

在研磨工序中，研磨垫111的温度根据浆料S的温度变化而变化，因而如果获知浆料S的温度变化，则可以获知研磨垫111的温度变化。

更重要的是，本发明在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ直接测量浆料S的温度，借助于此，在研磨工序中，可以迅速准确地测量研磨垫111的温度变化。

优选地，温度测量部150配置于随着研磨垫111的自转而露出于基板W外侧的浆料S移动路径SP上。此时，浆料S的移动路径SP沿着研磨垫111的圆周方向形成。

如上所述，在露出于基板W外侧的浆料S的移动路径SP上直接测量浆料S的温度，借助于此，使浆料S露出于基板W的外侧后，因温度损失导致的浆料温度测量准确度下降实现最小化，可以获得更准确地测量研磨垫111的温度变化的有利效果。

作为另一示例，参照图9，温度测量部150可以在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ，测量研磨垫111的表面温度。

另外，参照图10，基板处理装置包括在排出区域EZ去除使用后的浆料的浆料去除部200。优选地，浆料去除部200以研磨垫111的自转方向为基准，位于温度测量部150的后方。

如上所述，以研磨垫111的自转方向111a为基准，在温度测量部150的后方配备浆料去除部200，使得在温度测量部150测量研磨垫111的表面温度之前，预先去除残留于研磨垫111表面的浆料，借助于此，可以获得提高基于温度测量部150的研磨垫111表面温度测量准确度的有利效果。

浆料去除部200根据要求的条件及设计规格，以多样方式去除残留于研磨垫111表面的浆料。作为一个示例，浆料去除部200可以利用空气喷嘴，向排出区域EZ喷射空气，去除残留于排出区域EZ的使用后的浆料。根据情况，浆料去除部也可以吸入残留于排出区域的使用后的浆料。

作为又一示例，参照图9，温度测量部150也可以在从基板W下部排出到基板W外侧的使用后的浆料的排出区域EZ，测量研磨垫111的表面温度与残留于研磨垫111表面的浆料S温度中的任意一个以上。

优选地，温度测量部150在对基板W进行研磨期间，实时测量研磨垫111的温度信息。

温度测量部150可以以能够测量研磨垫111温度信息的多样结构及方式构成，并非本发明由温度测量部150的结构及温度测量方式所限制或限定。

作为一个示例，温度测量部150可以包括以非接触方式测量研磨垫111温度信息的非接触式传感器构成。作为非接触传感器，可以使用能够以非接触方式测量研磨垫111的表面温度的通常的温度传感器，并非本发明由非接触传感器的种类所限制或限制。例如，作为非接触传感器，可以使用红外线(IR)温度传感器。

不同于此，温度测量部150也可以包括以接触方式测量研磨垫111温度信息的接触式传感器构成。

控制部160配备得基于多个温度测量部测量的温度信息来控制基板W的研磨结束时间点。

更优选地，控制部160基于对于由多个温度测量部测量的温度信息进行平均的平均温度信息，控制基板W的研磨结束时间点。

更具体而言，参照图8，控制部160算出对于由多个温度测量部150在多个位置上测量的温度信息进行平均的平均温度信息，基于平均温度信息，控制基板W的研磨结束时间点。

其中，所谓的基于研磨垫111的平均温度信息而控制基板W的研磨结束时间点，定义为以研磨垫111的平均温度信息为基础，决定结束对基板W研磨的时间点。换句话说，基于研磨垫111的平均温度信息，可以获知基板W是否达到目标厚度，当基板W达到目标厚度时，结束对基板W的研磨。

如上所述，基于对由多个温度测量部150在多个位置上测量的温度信息进行平均的平均温度信息，控制基板W的研磨结束时间点，借助于此，可以获得提高温度测量部150的温度测量准确度、使温度测量错误实现最小化的有利效果。

其中，所谓的平均温度信息，被定义为对于由多个温度测量部150测量的研磨垫111的表面温度和残留于研磨垫111表面的浆料S的温度中的任意一个以上进行平均。

如上所述，基于对研磨垫111的表面温度和浆料S的温度全部进行平均的平均温度信息，控制基板W的研磨结束时间点，借助于此，可以获得使研磨垫111的测量温度误差实现最小化、进一步提高基板W的研磨结束准确度的有利效果。

优选地，基板处理装置10包括存储部170，所述存储部170用于存储随着研磨垫111的使用时间而决定的研磨垫111平均基准温度信息，控制部160基于研磨垫111的平均温度信息与平均基准温度信息间的温度偏差，控制基板W的研磨结束时间点。

作为参考，在存储部170中，存储有随着研磨垫111的使用时间而决定的研磨垫111平均基准温度信息。其中，所谓的随着研磨垫111的使用时间而决定的研磨垫111平均基准温度信息，被定义为随着在研磨垫111上对基板W进行研磨的时间(或顺序)而决定的研磨垫111的平均温度变化率。

例如，研磨垫111的平均基准温度信息按照研磨垫111的使用时间而预先存储于查询表(Lookup Table)，利用查询表中预先存储的信息(平均基准温度信息)，可以迅速获得研磨垫111的平均温度偏差。

优选地，控制部160在基板W的研磨时间经过预先定义的基准时间之后，控制基板W的研磨结束时间点。这是因为，在基板W的初始研磨时，如果基板研磨层的表面高低不平，则研磨垫111的平均温度信息会呈现得比平均基准温度信息低，因此，使得在基板W的研磨时间经过预先定义的基准时间之后，控制基板W的研磨结束时间点，借助于此，可以获得提高基板W研磨结束时间点的准确度的有利效果。

另外，参照图12，基板处理装置10包括调节部190，所述调节部190基于研磨垫111的平均温度信息，调节基板W的研磨参数。

其中，所谓的基板W的研磨参数，被定义为全部包括对基板W研磨产生影响的参数。

作为一个示例，基板W的研磨参数可以包括将基板W压靠在研磨垫111上的承载头120的压力、加压时间、旋转速度中的任意一个以上。作为另一示例，基板W的研磨参数可以包括对研磨垫111进行调节的调节器的压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中的任意一个以上。作为又一示例，基板W的研磨参数可以包括向研磨垫111供应的浆料的种类、供应量、供应时间、供应速度、供应温度中的任意一个以上。

更具体而言，基于对于由温度测量部150测量的研磨垫111温度信息进行平均的平均温度信息，可以获知关于基板W的厚度分布是否准确地研磨为希望的目标厚度的厚度偏差信息，在基板W研磨完成之前，可以控制研磨条件(例如，基板W各区域的单位时间的研磨量)。优选地，调节部190在基板W研磨期间，实时调节研磨参数。

即，在基板W的研磨时，由于厚度传感器误差、温度变化导致的误差等研磨环境变数，基板W难以准确地研磨为希望的目标厚度。例如，基板W在研磨中，厚度应为(目标厚度信息)，但在实际研磨中测量厚度，基板W的厚度可能会为(研磨后厚度信息)。这种厚度差异(厚度偏差信息)因测量基板W研磨前厚度的传感器误差或由温度变化导致的研磨量误差等而发生。

因此，本发明根据基于研磨垫111平均温度信息而可知的基板W厚度偏差信息，在基板W研磨完成前调节基板W研磨参数，控制基板W的单位时间的研磨量。更具体而言，在对基板W进行研磨期间，基于在基板W厚度信息中反映了厚度偏差信息(基板希望的目标厚度信息与研磨中厚度信息间的差异)的研磨参数，研磨基板W，借助于此，可以获得将基板W无偏差地研磨成希望的准确厚度的有利效果。

其中，所谓的调节部190对应于研磨垫111温度信息而调节研磨参数，定义为基于研磨垫111的温度信息，调节承载头120、调节器130、浆料供应部140中至少一个以上的运转变数。

更优选地，调节部190一次性调节与将基板W压靠在研磨垫111上的承载头120相关的承载头120研磨参数(例如，压力、加压时间、旋转速度)、与对研磨垫111进行修整的调节器130相关的调节器研磨参数(例如，调节器的压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度)、与向基板W供应浆料的浆料供应部140相关的浆料供应部研磨参数(例如，浆料的种类、供应量、供应时间、供应速度、供应温度)。如上所述，借助于一次性调节各研磨参数，可以获得最大限度地迅速优化基板W研磨条件并进一步提高研磨准确度的有利效果。

作为一个示例，如果研磨垫111的平均温度信息高于平均基准温度信息，则调节部190控制使得承载头120对研磨垫111加压的压力降低，借助于此，可以将基板W研磨层的厚度准确地调节为希望的厚度。与此相反，如果研磨垫111的平均温度信息低于平均基准温度信息，则调节部190可以控制使得承载头120对研磨垫111加压的压力升高。

作为另一示例，如果研磨垫111平均温度信息低于平均基准温度信息，则调节部190可以提高与基板W接触的研磨垫111表面高度(例如，减小调节器的压力)，将基板W研磨层厚度调节为希望的厚度。

作为又一示例，如果研磨垫111的平均温度信息低于平均基准温度信息，则调节部190可以使浆料供应量进一步增加，将基板W研磨层厚度调节为希望的厚度。

如上所述，本发明基于因研磨垫111平均温度信息导致的基板W厚度偏差信息，调节基板W的研磨参数，借助于此，可以将基板W准确地研磨成希望的厚度，可以获得消除基板W的厚度偏差、提高基板W的研磨均匀度的有利效果。

另外，可以比较研磨垫111的平均温度信息与平均基准温度信息，检测对基板W的研磨是否正常进行。

例如，如果承载单元以未装载基板W的状态旋转，或因设备异常等问题而以未供应浆料的状态进行研磨，则研磨垫111的平均温度信息会呈现得与平均基准温度信息不同。如上所述，借助于感知研磨垫111的温度变化，可以认知研磨工序异常情况。

如上所述，参照本发明的优选实施例进行了说明，但只要是相应技术领域的熟练的从业人员便会理解，在不超出专利权利要求书记载的本发明的思想及领域的范围内，可以多样地修订及变更本发明。

Claims (19)

1.一种基板处理装置，其中，包括：

研磨垫，用于研磨基板的研磨层；

承载头，用于将所述基板压靠在所述研磨垫上；

温度测量部，配置于从所述基板下部排出到所述基板外侧的使用后的浆料的排出区域，在所述排出区域的多个位置上测量所述研磨垫的温度信息；

控制部，基于由所述温度测量部测量的所述温度信息，控制所述基板的研磨结束时间点。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

配备有多个所述温度测量部，以便在所述排出区域的多个位置上独立地测量所述研磨垫的温度信息。

3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，

多个所述温度测量部沿着所述基板的圆周方向隔开，并配置成包围所述基板四周的圆弧状。

4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

所述排出区域以所述研磨垫的自转方向为基准，位于所述基板的前方。

5.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，

所述温度测量部固定安装于所述排出区域，

在位于所述排出区域的多个位置上独立地测量所述温度信息。

6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

所述研磨垫的所述温度信息是在所述排出区域中的残留于所述研磨垫表面的浆料的温度。

7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

所述研磨垫的所述温度信息为在所述排出区域中的所述研磨垫的表面温度。

8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中，

包括浆料去除部，用于在所述排出区域去除所述使用后的浆料，

所述浆料去除部以所述研磨垫的自转方向为基准，位于所述温度测量部的后方。

9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

所述研磨垫的所述温度信息为，在所述排出区域中的所述研磨垫的表面温度与残留于所述研磨垫表面的浆料的温度中的任意一个以上。

10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，

所述控制部算出对于由所述温度测量部测量的所述温度信息进行平均的平均温度信息，

基于所述平均温度信息，控制所述基板的研磨结束时间点。

11.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，

包括存储部，用于存储随着所述研磨垫的使用时间而决定的所述研磨垫平均基准温度信息，

所述控制部基于所述研磨垫的所述平均温度信息与所述平均基准温度信息间的偏差，控制所述基板的研磨结束时间点。

12.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，

所述控制部在所述基板的研磨时间经过预先定义的基准时间之后，控制所述基板的研磨结束时间点。

13.根据权利要求10所述的基板处理装置，其中，

包括调节部，基于所述研磨垫的所述平均温度信息，调节所述基板的研磨参数。

14.根据权利要求13所述的基板处理装置，其中，

所述调节部调节如下研磨参数中的任意一个以上，即，与将所述基板压靠在所述研磨垫上的承载头相关的承载头研磨参数、与修整所述研磨垫的调节器相关的调节器研磨参数、与向所述基板供应浆料的浆料供应部相关的浆料供应部研磨参数。

15.根据权利要求1至14中任意一项所述的基板处理装置，其中，

所述温度测量部在对所述基板进行研磨期间，实时测量所述研磨垫的所述温度信息。

16.根据权利要求1至14中任意一项所述的基板处理装置，其中，

所述温度测量部包括以非接触方式测量所述研磨垫的所述温度信息的非接触式传感器。

17.根据权利要求1至14中任意一项所述的基板处理装置，其中，

所述温度测量部包括以接触方式测量所述研磨垫的温度信息的接触式传感器。

18.根据权利要求1至14中任意一项所述的基板处理装置，其中，

包括浆料供应部，以所述研磨垫的自转方向为基准，配置于所述基板的后方，将温度低于所述使用后的浆料的使用前的浆料供应到所述研磨垫的表面。

19.根据权利要求18所述的基板处理装置，其中，

所述浆料供应部包括：

喷嘴主体，沿所述研磨垫的半径方向配置；

多个喷射喷嘴，沿所述喷嘴主体的长度方向隔开地配置，用于喷射所述使用前的浆料。