CN207480364U - 化学机械基板研磨装置 - Google Patents
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Abstract
公开一种化学机械基板研磨装置，其可以用互不相同的温度对多个研磨平板进行控制。化学机械基板研磨装置包括：多个研磨平板，其包括研磨垫，所述研磨垫用于基板的研磨；多个基板载体，其设置于所述各个研磨平板，并且以与所述各个研磨垫相接触的形式抓握所述基板；多个调节器，其设置于所述各个研磨平板上部，并对所述各个研磨垫进行微切削；多个温度测量部，其对所述各个研磨垫的温度进行测量；温度调节部，其对所述各个研磨垫的温度进行调节；以及控制部，其将设置于所述多个研磨平板的研磨垫的温度控制为互不相同。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基板的化学机械研磨装置，涉及一种化学机械基板研磨装置，其可以调节研磨垫的温度，以便可以提高研磨面的均匀度。
背景技术
最近，随着计算机之类的信息媒介的迅速普及，半导体装置也得到飞跃发展。在其功能方面，半导体装置以高速运转的同时要求具备大容量的存储能力。为适应所述要求，半导体装置正朝着使集成度、可信度及应答速度等提高的方向发展半导体工艺技术。
作为用于制造半导体元件的材料被广泛使用的硅基板指的是以多晶硅为原材料制作而成的单晶硅薄板。制造基板的工艺包括：切片(slicing)工艺，将生长的单晶硅锭(ingot)切割为薄板；抛光(lapping)工艺，使基板的厚度均匀化并平面化；蚀刻(etching)工艺，去除或缓解切片工艺及抛光工艺中产生的破损；研磨(polishing)工艺，使基本的表面镜面化；以及清洗(cleaning)工艺，对完成研磨的基板进行清洗并去除附着于表面的异物。
此处，研磨工艺分为一次(stock)研磨和最终(final)研磨，所述一次研磨去除基板的表面变质层并改善厚度均匀度，所述最终研磨将基板的表面加工为镜面。最终研磨工艺使用通过机械反应和化学反应而得到研磨的化学机械研磨(chemical mechanicalpolishing,CMP)装置，所述机械反应是由研磨头(polishing head)和平板旋转的同时所起作用而产生的，所述化学反应是由研磨液引起的，所述研磨头通过给基板施加一定的压力而使其固定，所述平板为附着有研磨布的桌子，所述研磨液由硅胶(colloidal silica)构成。
就所述CMP装置而言，作为抓握基板的装置，使用基板载体，基板载体直接及间接地对基板进行真空吸附并抓握，且主要使用膜(membrane)式。另外，超越单纯地向基板的表面施加均匀的压力并进行研磨的步骤，提出了一种多重区域分割研磨式的基板载体，所述多重区域分割研磨式的基板载体通过向一个基板局部地施加不同的压力从而可对基板的研磨轮廓(profile)进行多种调节。
另外，研磨时基板的研磨轮廓受温度的影响。例如，如果基板的研磨时温度上升，则通过增加研磨液的化学作用从而结果上使研磨速度增加，并使研磨率提高。换句话说，因为研磨速度是温度的函数，所以在研磨环境中强调准确地控制温度的重要性。
但是，在现有技术中存在通过使进出研磨垫的冷却水的流速发生变化来对研磨垫的温度进行控制的方法。但是，用现有的研磨垫温度控制方法，由于热反应太慢，因而在研磨环境中无法提供准确的温度控制。
实用新型内容
根据本实用新型的实施例，公开一种化学机械基板研磨装置，其可以用互不相同的温度针对多个研磨平板对研磨垫的温度进行控制，并可以提高基板的研磨均匀度。
本实用新型想要解决的课题并非受限于以上所言及的课题，且未言及的其他课题从业人员从下面的记载中可以明确地得到理解。
根据用于实现上述本实用新型的目的的本实用新型的实施例，化学机械基板研磨装置包括：研磨平板，其包括研磨垫，所述研磨垫用于基板的研磨；基板载体，其设置于所述研磨平板，并且以所述基板与所述研磨垫相接触的形式抓握所述基板；多个调节器，其设置于所述各个研磨平板上部，并对所述各个研磨垫进行微切削；温度测量部，其对所述各个研磨垫的温度进行测量；温度调节部，其对所述各个研磨垫的温度进行调节；以及控制部，其对设置于所述研磨平板的研磨垫的温度进行控制。
根据本实用新型的一个侧面，所述研磨平板有多个，所述基板载体设置于所述各个研磨平板并以所述基板与所述各个研磨垫相接触的形式进行抓握，所述控制部可以将设置于所述多个研磨平板的所述研磨垫的温度控制为互不相同。
根据一个侧面，所述控制部可以按照所述基板在研磨工艺中移动的顺序以使得所述研磨垫的温度降低的形式进行控制。或者，所述控制部可以根据所述基板的化学机械研磨量将所述研磨垫的温度控制为互不相同。并且，所述控制部能够以第一温度对针对所述基板执行第一化学机械研磨的第一研磨平板的温度进行调节，并且能够以比所述第一温度低的第二温度对针对完成所述第一化学机械研磨的基板执行第二化学机械研磨的第二研磨平板的温度进行调节。
根据一个侧面，所述控制部能够以使得所述研磨垫的温度保持已设定的范围的形式进行控制。或者，所述控制部能够以对所述研磨垫的温度局部性地比其他部分低或高的部分进行加热及/或冷却的形式使得所述温度调节部操作。
根据一个侧面，所述温度测量部可以设置于所述基板载体或所述调节器中任意一侧或两侧，或形成为与所述基板载体和所述调节器不同的个体，并可以在所述研磨垫上部以与所述研磨垫隔开的形式设置。例如，所述温度测量部设置于所述调节器，并且所述温度测量部可以以与所述研磨垫接触或不接触的形式对所述研磨垫的温度进行测量。或者，所述温度测量部设置于所述基板载体，并且所述温度测量部可以以与所述研磨垫接触或不接触的形式对所述研磨垫的温度进行测量。或者，所述温度测量部可以使用对所述研磨垫进行拍摄并对所述研磨垫的温度进行测量的拍摄装置。另外，所述温度测量部为了能够从多个位置对一个研磨垫进行温度测量而可以设置有多个。
根据一个侧面，所述温度调节部可以设置于所述基板载体或所述调节器中任意一侧或两侧。或者，所述温度调节部形成为与所述基板载体和所述调节器不同的个体，并可以设置于所述研磨垫上部。
根据一个侧面，所述温度调节部设置有对所述研磨垫进行加热的加热部，所述加热部可以以在与所述研磨垫接触或不接触的状态下进行加热的形式形成。或者，所述温度调节部可以包括冷却部，所述冷却部对所述研磨垫的温度比周边高的部分进行冷却。或者，所述温度调节部可以向所述研磨垫提供调节媒介，所述调节媒介包括液体或气体或液体和气体所混合而成的流体中任意一个的流体。例如，所述调节媒介可以使用DI或研磨液。
根据一个侧面，设置有输入部，所述输入部对所述研磨垫的目标温度进行输入，所述控制部可以根据在所述输入部所输入的温度对所述研磨垫的温度进行调节。
本实用新型的多种实施例可具备下面的效果中的一个以上。
如上所述，根据本实用新型的实施例，针对多个研磨平板使得研磨垫的温度互不相同，从而可以提供在基板的磨量较大的研磨工艺和需要精密研磨的研磨工艺中的适宜温度。
另外，在多个研磨工艺中可实现更为精密的温度控制，从而可对研磨速度和研磨率及基板的平坦度进行调节，并可以提高研磨品质。
附图说明
图1是示出根据本实用新型的一个实施例的化学机械基板研磨装置及进行清洗工艺的配置结构的平面图。
图2是示出图1的基板研磨装置的配置结构的平面图。
图3是图1的基板研磨装置的立体图。
图4和图5是用于说明图3的基板研磨装置中温度调节部和温度测量部的基板载体的要部侧剖面图。
图6是用于说明图3的基板研磨装置中温度调节部和温度测量部的调节器的要部侧剖面图。
图7是用于说明根据本实用新型的一个实施例的控制部的操作的框图。
具体实施方式
以下，通过例示的附图对本实用新型的部分实施例进行详细说明。
在对各个附图的构成要素附加参考标号方面需留意的是，对相同的构成要素，尽管在其他附图上也进行了标示，但尽可能使其具备相同的标号。另外，在对本实用新型的实施例进行说明时，针对相关的众所周知的构成或功能的具体说明，在判断其会妨碍对本实用新型的实施例的理解的情况下，省略对其的详细说明。
另外，在对本实用新型的实施例的构成要素进行说明方面，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。所述术语只是用于对该构成要素和其他构成要素进行区分，并非通过这些术语对该构成要素的本质或次序或顺序等进行限定。当记载某一构成要素“连接”、“结合”或“接合”于其他构成要素的情况，虽然该构成要素可以直接地连接或接合于该其他的构成要素，但应该理解为，另外的其他的构成要素也可以“连接”、“结合”或“接合”于各个构成要素之间。
以下，参照附图对根据本实用新型的实施例的化学机械基板研磨装置1进行详细说明，所述化学机械基板研磨装置1可以对研磨垫PP的温度进行调节，以便能够提高研磨面的均匀度。作为参考，图1是示出根据本实用新型的一个实施例的化学机械基板研磨装置1及进行清洗工艺的配置结构的平面图，图2是示出图1的基板研磨装置1的配置结构的平面图，图3是图1的基板研磨装置1的立体图。并且，图4和图5是用于说明图3的基板研磨装置1中温度调节部130和温度测量部120的基板载体100的要部侧剖面图。图6是用于说明图3的基板研磨装置1中温度调节部130和温度测量部120的调节器110的要部侧剖面图。并且，图7是用于说明根据本实用新型的一个实施例的控制部140的操作的框图。
如图1和图2所示，根据本实用新型的一个实施例的化学机械基板研磨装置1包括执行基板W的化学机械研磨的化学机械研磨模块X1和执行清洗工艺的清洗模块X2。化学机械研磨模块X1可以设置有多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P，以便能够针对多个基板W同时或依次执行研磨工艺，并可以设置导轨G1、G2、G3；G，以便形成有连接所述多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P的循环路径。但是，本实用新型并非限定于此，且在多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P中，也可只在一部分研磨平板中执行研磨工艺。同样，虽然研磨平板P1、P2、P3、P4：P沿着循环路径排列，但只有图中所示的一部分研磨平板可以沿着循环路径配置。
并且，并非多个研磨平板P而是也可设置一个研磨平板。
详细地，基板研磨装置1包括：基板载体100，其以持有基板W的状态进行移动；第一导轨G1，其以通过第一研磨平板P1和第二研磨平板P2的形式排列并设置为基板载体100可移动在第一导轨G1；第二导轨G2，其以通过第三研磨平板P3和第四研磨平板P4的形式排列并设置为基板载体100可移动在第二导轨G2；第三导轨G3，其排列于第一导轨G1和第二导轨G2之间，并且基板载体100移动在第三导轨G3；第一连接轨道CR1，其连接第一位置S4和第二位置S4'，所述第一位置S4与第一导轨G1的一端隔开，所述第二位置S4'与第二导轨G2的一端隔开；第二连接轨道CR2，其连接第三位置S1和第四位置S1'，所述第三位置S1与第一导轨G1的另一端隔开，所述第四位置S1'与第二导轨G2的另一端隔开；第一载体容器H1及第二载体容器H2，其沿着第一连接轨道CR1移动的同时可容纳基板载体100；第三载体容器H3及第四载体容器H4，其沿着第二连接轨道CR2移动的同时可容纳基板载体100。
基板载体100在导轨G1、G2、G3；G上单独移动，且在连接轨道CR1、CR2；CR上以容纳于载体容器H1、H2、H3、H4；H的状态随着载体容器H的移动而移动。在图1及图2的配置图中由多条垂直线形成的矩形形态是使基板载体100单纯化而进行的表示。
第一导轨G1配置为可以在第一研磨平板P1和第二研磨平板P2上分别对基板载体100所持有的基板W进行化学机械研磨工艺。同样，第二导轨G2配置为可以在第三研磨平板P3和第四研磨平板P4上分别对基板载体100所持有的基板W进行化学机械研磨工艺。在第三导轨G3上没有配置研磨平板，并形成基板载体100所移动的路径。只不过，在连接轨道CR上分别配置两个载体容器H，因而为了从连接轨道CR的末端S1、S4向其他末端S1'、S4'移动，由于无法一下子完成移动，因而在第三导轨G3所排列的任意位置上起到用于基板载体100换乘载体容器H的临时装载所TS的作用。连接轨道CR保持和导轨G隔开的状态，且也可以配置为具有上下高度差。
载体容器H形成有容器轨道HR，所述容器轨道HR用于容纳基板载体100，并且和连接轨道CR的配置无关，设置为可以容纳沿着导轨G移动的基板载体100。每个连接轨道CR配置有两个载体容器H。在第一连接轨道CR1上设置有第一载体容器H1和第二载体容器H2，所述第一载体容器H1和第二载体容器H2可以沿着第一连接轨道CR1移动。并且，在第二连接轨道CR2上设置有第三载体容器H3和第四载体容器H4，所述第三载体容器H3和第四载体容器H4可以沿着第二连接轨道CR2移动。
第一载体容器H1可以容纳设置于第一导轨G1和第三导轨G3中任意一个的基板载体100，并且可以以容纳基板载体100的状态沿着第一连接轨道CR1往返移动，并且沿第一连接轨道CR1往返移动后，移动至其所容纳的基板载体100可以向第一导轨G1和第三导轨G3中任意一个移动的位置。与此类似，第二载体容器H2可以容纳设置于第三导轨G3和第二导轨G2中任意一个的基板载体100，并且可以以容纳基板载体100的状态沿着第一连接轨道CR1往返移动，并且沿第一连接轨道CR1往返移动后，移动至其所容纳的基板载体100可以向第三导轨G3和第二导轨G2中任意一个移动的位置。另外，第三载体容器H3可以容纳设置于第一导轨G1和第三导轨G3中任意一个的基板载体100，并且可以以容纳基板载体100的状态沿着第二连接轨道CR2往返移动，并且沿第二连接轨道CR2往返移动后，移动至其所容纳的基板载体100可以向第一导轨G1和第三导轨G3中任意一个移动的位置。与此类似，第四载体容器H4可以容纳设置于第三导轨G3和第二导轨G2中任意一个的基板载体100，并且可以以容纳基板载体100的状态沿着第二连接轨道CR2往返移动，并且沿第二连接轨道CR2往返移动后，移动至其所容纳的基板载体100可以向第三导轨G3和第二导轨G2中任意一个移动的位置。
基板载体100以容纳于第三载体容器H3或第四载体容器H4的状态沿第二连接轨道CR2移动的同时，在加载单元20得到将要执行化学机械研磨工艺的新的基板W的供给。加载单元20和预备清洗部30及卸载单元10分别配置在第三载体容器H3及第四载体容器H4的移动区域。
完成化学机械研磨工艺的基板W在预备清洗部30得到预备清洗，且得到预备清洗的基板W在卸载单元10通过翻转机(未图示)以翻转180°的状态被移送至清洗部C1、C2；C1'、C2'。预备清洗部30设置有清洗喷嘴(未图示)，所述清洗喷嘴以高水压向搭载于基板载体100的基板W的研磨面喷射清洗液，并且在清洗喷嘴移动的同时向基板W的整个研磨面高压喷射清洗液，从而去除基板W研磨面的研磨液或研磨粒子等大的异物。并且，通过预备清洗部30在基板W的研磨面去除异物，从而在基板载体100向下一个移动的卸载单元10为使得研磨面朝向上侧而翻转机将基板W翻转180°的工艺中，可以防止基板W因翻转机的臂而受到污染。
对利用根据如上所述构成的本实用新型的一个实施例的化学机械基板研磨装置1来进行基板W的化学机械研磨工艺的一个实施形态进行详细论述。
首先，如果向两个加载单元20分别供给新的第一基板W1和第二基板W2，则第一基板W1搭载于第三载体容器H3的基板载体100，则第二基板W2搭载于第四载体容器H4的基板载体100。
接下来，第三载体容器H3和第四载体容器H4分别移动并移动至第三位置S1及第四位置S1'后，基板载体100从第三载体容器H3向第一导轨G1移动，并且基板载体100从第四载体容器H4向第三导轨G3移动。此处，沿第一导轨G1移动的基板载体100在第一研磨平板P1上执行对第一基板W1的第一化学机械研磨工艺，完成第一化学机械研磨工艺后重新沿第一导轨G1向S2位置移动，并在第二研磨平板P2上执行对第一基板W1的第二化学机械研磨工艺。
接下来，基板载体100在S3位置转移至沿第一连接轨道CR1移动的第一载体容器H1，随着第一载体容器H1沿第一连接轨道CR1移动而移动，在第一分叉位置S5重新转移到第三导轨G3的S6位置并沿第三导轨G3移动后，在第二分叉位置S7转移至第三载体容器H1后向预备清洗部30移动。
换句话说，沿着图中所标示的路径移动的同时进行两个步骤的化学机械研磨工艺。
然后，对进行了两个步骤的化学机械研磨工艺的第一基板W1的研磨面进行清洗，向卸载单元10移送并在转移至翻转机上后以翻转180°的状态向主清洗工艺移送。
与此类似，沿第二导轨G2移动的基板载体100在第四研磨平板P4上执行对第二基板W2的第一化学机械研磨工艺，完成第一化学机械研磨工艺后重新沿第二导轨G2移动S2，并在第三研磨平板P3上执行对第二基板W2的第二化学机械研磨工艺。
接下来，基板载体100在S3位置转移至沿第一连接轨道CR1移动的第二载体容器H2，随着第二载体容器H2沿第一连接轨道CR1移动而移动，在S5位置重新转移到第三导轨G3的S6位置并沿第三导轨G3移动后，在S7位置转移至第三载体容器H1后向预备清洗部30移动。换句话说，沿着所标示的路径移动的同时进行两个步骤的化学机械研磨工艺。
然后，对进行了两个步骤的化学机械研磨工艺的第二基板W2的研磨面进行清洗，向卸载单元10移送并在转移至翻转机50上后以翻转180°的状态向主清洗工艺移送。
如此，利用如上所述构成的化学机械基板研磨装置1可以同时进行对互不相同的两个基板W1、W2的两个步骤的化学机械研磨工艺。
如上所述，在多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P上对多个基板W执行化学机械研磨工艺，由于第一基板W1和第二基板W2实质上以相同的形式执行化学机械研磨工艺，因而以下将第一基板W1和第二基板W2统称为“基板W”。换句话说，所谓基板W指的是第一基板W1和第二基板W2中任意一个或两个均包括。另外，如后文所述，多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P除了通过控制部140和温度调节部130而使得研磨垫PP的温度互不相同，实质上均一样，因此，仅以一个研磨平板为代表进行图示及说明，且提到“研磨平板P”时指的是单个及多个研磨平板均包括的意思，且只在需要的部分对多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P加以区分并说明。另外，在以下说明中只对一个研磨平板P进行说明，且相应实施例可同样对多个研磨平板P适用。并且，各个构成要素(温度调节部130和温度测量部120等)分别设置于多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P。
研磨工艺期间，对基板W进行固定的基板载体100以基板W的研磨面和研磨垫PP相面对的状态相对于研磨垫PP加压基板W。并且，在完成研磨工艺后，基板载体100起到以直接或间接对基板W进行抓握的状态向下一工艺移动的作用。
基板载体100包括：膜103，其得到来自于外部的旋转驱动力而进行旋转，基板W接触于下部并抓握基板W；以及夹持环(carrier ring)101，其形成为包围基板载体100的环形态，从而使得膜103得到固定。并且，为了对基板W施加压力，基板载体100在内部设置压力室105，通过向压力室105内部注入空气或排出空气来向膜103及基板W加压。另外，基板载体100向多个压力室105施加不同的压力，从而局部地向基板W施加不同的压力，进而可对基板W的研磨轮廓进行多种调节。
在研磨平板P表面设置有研磨垫PP，所述研磨垫PP与基板W相接触并用于对基板W进行研磨，在研磨平板P的下部旋转轴连接于驱动部(未图示)，所述驱动部提供用于研磨平板P的旋转的驱动力。就基板研磨装置1而言，在基板W被加压接触于研磨垫PP的状态下，随着基板载体100和研磨平板P分别以规定的速度旋转，基板W得到研磨。
在研磨垫PP的上部设置有调节器110，所述调节器110通过以预先规定的压力垂直地对研磨垫PP的表面加压并进行微小地切削，从而使得形成于研磨垫PP的表面的多孔出现于表面。调节器110对研磨垫PP的表面进行微小地切削，以便防止在研磨垫PP的表面大量的发泡多孔被堵住，所述发泡多孔起到装填由研磨剂和化学物质混合而成的研磨液的作用，从而使得充满于研磨垫PP的发泡气孔中的研磨液顺畅地供给至被基板载体100抓握的基板W。另外，调节器110包括在调节工艺中与研磨垫PP相接触的调节盘(未图示)，并连接于未图示的驱动部，以便相对于研磨垫PP以规定的压力对调节盘进行加压及旋转。并且，随着调节器110以接触于研磨垫PP表面的状态进行旋转及摆动(sweep)运动，从而针对研磨垫PP的大幅面积执行对发泡气孔的微切削。
另外，在基板W被研磨的期间，因为发生于基板W和研磨垫PP之间的摩擦热，使得研磨垫PP表面的温度上升。如果研磨时温度上升则研磨液的化学作用增加，因而，使得基板W的研磨轮廓受到影响。因此，通过使得基板W和研磨垫PP的温度保持一定并进行调节，从而可对基板W的研磨轮廓和品质进行控制，并可以使得研磨速度和研磨率提高。
此处，在第一研磨平板P1上执行针对第一基板W1的第一化学机械研磨工艺，并向第二研磨平板P2移动从而执行针对第一基板W1的第二化学机械研磨工艺。同样，第二基板W2在第四研磨平板P4上执行第一化学机械研磨工艺后，向第三研磨平板P3移动从而执行第二化学机械研磨工艺。但是，在第一化学机械研磨工艺和第二化学机械研磨工艺中，基板W的研磨量不同，并且要求的研磨量及研磨速度不同。因此，通过将第一及第二化学机械研磨工艺的工艺条件设定为互不相同，从而可以更加提高基板W的研磨品质。
在本实施例中，通过将第一及第二化学机械研磨工艺中的温度控制为互不相同，可提高基板W的研磨品质。换句话说，由于研磨时温度对基板W的轮廓产生较大影响，因而在基板W的研磨量多的第一化学机械研磨工艺中将研磨垫PP的温度设置为较高，在对基板W进行更加精密地研磨的第二化学机械研磨工艺中将研磨垫PP的温度设定为较低。并且，包括：温度调节部130，其对研磨垫PP的温度进行调节并使其保持一定，并将在各个研磨平板P的研磨垫PP的温度调节为互不相同；温度测量部120，其对研磨垫PP的温度进行测量；以及控制部140，其用于将研磨垫PP的温度控制为互不相同。
如图4至图6所示，温度调节部130可设置于基板载体100或夹持环101或调节器110中任意一侧或两侧。温度调节部130可在基板W被研磨的期间或基板W研磨工艺的前后对研磨垫PP的温度进行调节。或者，温度调节部130可在调节器110对研磨垫PP进行调节的期间对研磨垫PP的温度进行调节。换句话说，研磨工艺期间，由于在基板W被研磨的位置产生更多的热，因而通过将温度调节部130设置于夹持环101可使得基板W被研磨的位置冷却。或者，温度调节部130在基板W被研磨的期间在基板载体100周边可对基板W被研磨的位置的研磨垫PP的温度进行调节。或者，温度调节部130在研磨垫PP被调节的期间可对研磨垫PP的温度进行调节。
例如，如图4所示，温度调节部130设置于基板载体100，详细地，设置于夹持环101，并且基板载体100向研磨垫PP的温度比周边低或高的位置移动，从而可对相应位置的温度进行调节。
例如，温度调节部130可沿着夹持环101设置于一部分或全部。但是，本实用新型并非受附图的限定，且温度调节部130的位置和形态实质上可进行多种变更。
再例如，如图6所示，温度调节部130设置于调节器110，并且调节器110向研磨垫PP的温度比周边低或高的位置移动，从而可对相应位置的温度进行调节。例如，温度调节部130可设置于调节器110的一部分或全部。
或者，如图5所示，温度调节部130可以不设置于基板载体100或调节器110，而是可以形成为其他的个体并设置于研磨垫PP上部。
温度调节部130可以是对研磨垫PP的温度比周边低的部分进行加热的加热部。例如，温度调节部130可包括能够对研磨垫PP进行加热的热线或发热装置。或者，温度调节部130可以是利用红外线的加热装置。或者，温度调节部130还可以使用除了红外线之外利用紫外线或可见光的加热装置。但是，本实用新型并非受限于此，且温度调节部130可以使用能够对研磨垫PP进行加热的多种装置。
或者，温度调节部130可以是使得研磨垫PP的温度比周边高的部分冷却的冷却部。例如，温度调节部130可以是因热传递率高而可以使得热快速地从研磨垫PP冷却的热传递部件或热导体或冷却装置。或者，温度调节部130可以是向研磨垫PP提供冷却媒介的装置。但是，本实用新型并非受限于此，且温度调节部130可以使用能够使得研磨垫PP的温度冷却的多种装置。
温度调节部130可以均包括加热部和冷却部，所述加热部用于对研磨垫PP进行加热，所述冷却部用于使得研磨垫PP冷却。另外，就温度调节部130而言，加热部和冷却部未被另外形成，而是设置有能够均进行冷却及加热的温度调节装置，因而可以根据需要使得研磨垫PP的温度上升或冷却。
或者，温度调节部130可以是提供规定温度的调节媒介的装置。
例如，温度调节部130可以包括提供调节媒介的至少一个以上的喷嘴或狭缝、孔等，所述调节媒介由液体或气体或液体与气体混合而成的流体中任意一个的流体构成。另外，温度调节部130提供用于对研磨垫PP的温度进行调节的规定温度的调节媒介，且可以提供为使得研磨垫PP冷却的温度和使其加热的温度。例如，温度调节部130可以以相对研磨垫PP表面倾斜规定角度的形式设置。另外，温度调节部130可以具备设置于基板W周边的规定的直线或如同与基板W的周围相对应的圆弧的曲线形态。并且，调节媒介可以使用规定温度的DI或研磨液。
另外，温度调节部130可以形成为向整个研磨垫PP提供调节媒介或只向在研磨垫PP中温度和周边不同的部分局部性地提供调节媒介。
温度测量部120设置于研磨垫PP一侧并对研磨垫PP的温度进行测量，并且根据温度测量部120测量的结果，在温度测调节部130对研磨垫PP的温度进行调节。
温度测量部120设置于和研磨垫PP隔开的上部并可间接地对研磨垫PP的温度进行测量。例如，温度测量部120可以是对研磨垫PP表面进行拍摄并对研磨垫PP的温度进行测量的图像采集装置。此处，温度测量部120可以设置为在多个位置对研磨垫PP的温度进行测量。
或者，温度测量部120可以是设置于基板载体100或调节器110中任意一侧或两侧并对研磨垫PP的温度进行测量的温度传感器121。温度测量部120可以与研磨垫PP相接触并对研磨垫PP的温度进行测量，或者可以在不接触的状态下对温度进行测量。例如，就温度测量部120而言，一个或多个温度传感器121可以设置于夹持环101。
或者，就温度测量部120而言，一个或多个温度传感器121可以设置于调节器110。
或者，温度测量部120可以是设置于研磨垫PP或研磨平板P一侧的温度传感器121。
但是，本实用新型并不限定于此，温度测量部120可以使用能够对研磨垫PP的温度直接或间接地进行测量的多种装置。
为了可以输入研磨垫PP的目标温度而设置有输入部(未图示)，根据输入的温度，温度调节部130也可以对研磨垫PP的温度进行调节。
控制部140对多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P以互不相同的温度进行控制及保持。控制部140可以根据温度测量部120所测量的结果通过温度调节部130对各个研磨垫PP进行加热及/或冷却，所述温度测量部120设置于多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P。
如图7所示，控制部140根据研磨工艺将多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P的温度保持为已设定的温度。另外，控制部140在多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P中执行研磨工艺的期间，如果研磨垫PP的温度成为大于或小于已设定的范围，则使得温度调节部130操作并对相应研磨垫PP的温度进行加热及/或冷却，从而使其保持一定温度。
另外，如果控制部140针对一个研磨垫PP也检测出局部性地温度比其他部分低或高的部分，则在温度调节部130针对相应位置对研磨垫PP进行加热及/或冷却，从而使其保持一定温度。
以下，对根据本实用新型的实施例的温度调节部130及控制部140的操作进行说明。
基板研磨装置1在对基板W进行研磨的研磨工艺期间或基板W研磨之前或之后，可对研磨垫PP的温度进行测量，并可对研磨垫PP的温度进行调节。
温度测量部120对多个研磨平板P或研磨垫PP的温度进行测量，并将测量的温度向控制部140传递。通过在温度测量部120所测量的温度对温度调节部130进行控制并对多个研磨垫PP的温度进行调节。
此处，控制部140根据研磨工艺将多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P的温度保持为已设定的温度。换句话说，对研磨垫PP的温度进行控制，以使第一化学机械研磨工艺和第二化学机械研磨工艺中的温度不同。
另外，控制部140在多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P中执行研磨工艺的期间，如果研磨垫PP的温度超过已设定的范围或未超过，则使得温度调节部130操作并对相应研磨垫PP的温度进行加热及/或冷却，从而使其保持一定温度。
或者，如果控制部140针对一个研磨垫PP也检测出局部性地温度比其他部分低或高的部分，则在温度调节部130针对相应位置对研磨垫PP进行加热及/或冷却，从而使其保持一定温度。
此处，温度调节部130设置于基板载体100和调节器110中任意一侧或两侧，控制部140可使得温度调节部130向研磨垫PP的需要温度调节的部分移动从而使得温度调节部130对研磨垫PP的温度进行调节。或者，温度调节部130形成为与基板载体100或调节器110不同的个体并设置于研磨垫PP上，控制部140可使得温度调节部130对研磨垫PP的温度进行调节。
并且，控制部140使得温度调节部130对研磨垫PP的温度进行调节后，经过一定时间后对研磨垫PP的温度重新进行测量，判断重新测量的研磨垫PP的温度是否达到目标温度，从而可对研磨垫PP的温度进行调节。
根据本实施例，由于可以针对多个研磨平板P1、P2、P3、P4：P将研磨垫PP的温度控制为互不相同，因而可以对基板W进行更为精密地研磨。另外，通过针对多个研磨工艺以互不相同的温度进行控制，从而可对基板W的研磨速度和研磨率及基板的平坦度进行调节，并使得研磨品质得到提高。另外，在基板W的研磨量大的工艺中以高温进行控制，在对基板W进行精密研磨的工艺中以低温进行控制，从而可精密地对基板W的研磨工艺及品质进行控制。另外，以规定温度对研磨垫PP的温度进行调节并使其保持一定温度，从而可使得研磨速度增加，并使得基板W的平坦度提高。另外，可准确并迅速地对研磨垫PP的温度进行控制。
如上，虽然通过限定的实施例和附图对实施例进行了说明，但如果是相应技术领域具备一般知识的技术人员，可从上述的记载中进行多种修改及变形。例如，即使按照与说明的方法不同的顺序执行说明的技术，以及/或者以与说明的方法不同的形态对说明的系统、结构、装置、电路等的构成要素进行结合或组合，或者通过不同的构成要素或均等物来代替或置换，也可以得到适当的结果。
因此，其他实现、其他实施例以及与权利要求均等的范围也属于后述的权利要求的范围。
标号说明
1：基板研磨装置
10：加载单元
20：卸载单元
30：预备清洗装置
100：基板载体
101：夹持环(carrier ring)
103：膜(membrane)
105：压力室
110：调节器
120：温度测量部
121：温度传感器
130：温度调节部
140：控制部
CR：连接轨道
C1、C2、C1'、C2'：清洗单元
D：对接单元
G：导轨
H：载体容器
P：研磨平板
PP：研磨垫
R：夹持环(carrier ring)
W：基板
Claims (18)
1.一种化学机械基板研磨装置，其包括：
研磨平板，其包括研磨垫，所述研磨垫用于基板的研磨；
基板载体，其设置于所述研磨平板，并且以所述基板与所述研磨垫相接触的形式抓握所述基板；
调节器，其设置于所述研磨平板上部，并对所述研磨垫进行微切削；
温度测量部，其对所述研磨垫的温度进行测量；
温度调节部，其对所述研磨垫的温度进行调节；以及
控制部，其对设置于所述研磨平板的研磨垫的温度进行控制。
2.根据权利要求1所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
所述研磨平板有多个，所述基板载体设置于各个研磨平板并以所述基板与各个研磨垫相接触的形式进行抓握，所述控制部将设置于所述多个研磨平板的各个所述研磨垫的温度控制为互不相同。
3.根据权利要求2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述控制部根据所述基板的化学机械研磨量将所述研磨垫的温度控制为互不相同。
4.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述控制部以对所述研磨垫的温度局部性地比其他部分低的部分进行加热，并且对所述研磨垫的温度局部性地比其他部分高的部分进行冷却的形式使得所述温度调节部操作。
5.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度测量部设置于所述基板载体或所述调节器中任意一侧或两侧，
或形成为与所述基板载体和所述调节器不同的个体，并在所述研磨垫上部以与所述研磨垫隔开的形式设置。
6.根据权利要求5所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度测量部设置于所述调节器，
所述温度测量部以与所述研磨垫接触或不接触的形式对所述研磨垫的温度进行测量。
7.根据权利要求5所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
所述温度测量部为对所述研磨垫进行拍摄并对所述研磨垫的温度进行测量的拍摄装置。
8.根据权利要求7所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度测量部设置有多个，以便能够从多个位置对一个研磨垫进行温度测量。
9.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度调节部设置于所述基板载体或所述调节器中任意一侧或两侧。
10.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度调节部形成为与所述基板载体和所述调节器不同的个体，并设置于所述研磨垫上部。
11.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度调节部设置有对所述研磨垫进行加热的加热部，
所述加热部形成为在与所述研磨垫接触或不接触的状态下进行加热。
12.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度调节部包括冷却部，所述冷却部对所述研磨垫的温度比周边高的部分进行冷却。
13.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述温度调节部向所述研磨垫提供调节媒介，所述调节媒介包括液体或者气体或液体和气体混合而成的流体中的任意一个的流体。
14.根据权利要求13所述的化学机械基板研磨装置，其中，
所述调节媒介使用DI或研磨液。
15.根据权利要求1或2所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
设置有输入部，所述输入部对所述研磨垫的目标温度进行输入，
所述控制部根据在所述输入部所输入的温度对所述研磨垫的温度进行调节。
16.根据权利要求1所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
所述控制部判断所述研磨垫的温度是否达到目标温度，从而使得所述温度调节部操作。
17.根据权利要求1所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
所述控制部在研磨工艺期间，使得作为所述研磨垫的区域中比其他的位置产生大量热的位置的所述基板被研磨的位置冷却。
18.根据权利要求17所述的化学机械基板研磨装置，其特征在于，
所述温度调节部安装于载体头的夹持环，并且通过安装于所述夹持环的所述温度调节部使得所述基板被研磨的位置冷却。
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