CN208681336U - 基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基板处理装置,基板处理装置包括:输入部,其用于输入针对基板的特性数据;研磨部,其根据由特性数据决定的研磨因素对基板进行研磨;监控部,其对基板的厚度信息进行监控;因素调节部,其以与基板的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节,据此,可以获得如下有利效果:准确地对基板的研磨厚度进行控制,使得研磨效率提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基板处理装置,更加具体地涉及一种基板处理装置,其可以自动对基板的研磨进行控制,并且使得研磨效率提高。
背景技术
半导体元件是由微细的电路线以高密度的形式集成而制造的,据此,在晶元表面进行与此相应的精密研磨。为了更加精密地对晶元进行研磨,如图1及图2所示,进行机械研磨和化学研磨并行的化学机械研磨工艺(CMP工艺)。
换句话说,研磨垫11以与研磨平板10一起旋转11d的形式设置于研磨平板10的上面,研磨垫11按压晶元W的同时与晶元W相接触,为了化学研磨,通过供给单元30的研磨液供给口32来供给研磨液的同时,对晶元W进行通过摩擦的机械研磨。此时,晶元W通过载体头20在设定的位置进行旋转20d,并进行精密地使得晶元W平坦化的研磨工艺。
涂覆于所述研磨垫11表面的研磨液可以沿着用附图标号40d表示的方向进行旋转的同时,通过调质器40在研磨垫11上均匀地扩散,并流入到晶元W,调质器40的臂41沿着用41d表示的方向进行回旋运动,研磨垫11可以通过调质器40的机械修整工艺保持一定的研磨面。
另外,在化学机械研磨工艺中,如果类似于载体头的加压力和旋转速度、调质器的加压力和旋转速度等的研磨条件因晶元的研磨状态而得不到最佳化,则存在的问题在于,难以精确地调节晶元的研磨层的厚度分布,因此必须能够根据晶元的研磨状态及研磨环境来使得晶元的研磨条件最佳化。
于此,在现有技术中有过如下尝试:在化学机械研磨工艺中,实时感知晶元W的研磨层Le厚度的同时,以根据研磨层Le的厚度分布对通过研磨头20而加压晶元W的加压力进行变更的形式进行调节,从而对晶元W的研磨层Le厚度偏差进行调节。但是存在如下问题:在没有对基板的特性(材料、厚度分布等)及研磨环境进行考虑的情况下,仅根据测定结果(厚度偏差)来调节载体头的加压力难以精确地对晶元研磨层的厚度偏差进行调节。
尤其,如图3及图4所示,当研磨层Le最初蒸镀于晶元W的基材上时,厚度分布不均匀的情况,或者因研磨垫等的周边环境因素而在测量研磨层厚度时产生误差的情况,存在的问题在于,在化学机械研磨工艺中难以精确地调节研磨层的厚度分布。
尤其,不仅是通过载体头的研磨条件,而且还有调质条件、研磨液供给条件等也对晶元的研磨量产生重大影响。但是,现有技术中具有如下限制:在没有对晶元的研磨状态进行考虑的状态下,一致地对调质条件及研磨液供给条件等进行控制,据此,难以精确地调节晶元的研磨均匀度。
为此,最近进行了用于准确地控制基板的研磨厚度且使得研磨效率提高的多种研究,但是这还不够,从而要求对此的开发。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种基板处理装置,其可以准确地控制基板的研磨厚度,使得研磨效率提高。
尤其,本实用新型的目的在于,在对基板进行研磨的期间,即使作业者不介入,也可以根据基板的研磨状态及研磨环境,自动进行研磨直到基板的研磨结束。
此外,本实用新型的目的在于,可以均匀地对基板的厚度偏差进行控制,使得研磨质量提高。
此外,本实用新型的目的在于,可以缩短基板的研磨时间,提高研磨效率。
此外,本实用新型的目的在于,可以使得基板的研磨控制简单化,提高控制效率。
根据用于实现如上所述的本实用新型目的的本实用新型优选实施例,基板处理装置包括:输入部,其用于输入针对基板的特性数据;设定部,其根据特性数据对基板的研磨因素进行设定;研磨部,其基于研磨因素,对基板进行研磨;监控部,其对基板的厚度信息进行监控;调节部,其以与基板的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
本实用新型中,针对基板的特性数据是指,定义为包括针对基板的物性及厚度信息的基础数据。更加具体地,针对基板的特性数据包括基板的材料(例如,金属膜、氧化物膜)、基板的厚度分布(研磨前初期厚度分布)、基板的目标厚度(目的厚度)中任意一个以上。
此外,基板的研磨因素是指,定义为将对基板的研磨产生影响的变数全部包括在内。例如,基板的研磨因素可以包括将基板加压于研磨垫的载体头的加压力、加压时间、旋转速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括对研磨垫进行调质的调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括向研磨垫供给的研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度中任意一个以上。作为又另一个例子,基板的研磨因素可以包括研磨垫的材料、旋转速度、旋转时间、表面温度中任意一个以上。
优选地,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于存储部,设定部构成为在存储有相互不同的多个研磨因素的存储部呼叫任意一个以上的研磨因素。例如,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于查找表(Lookup Table),并且可以利用事先存储于查找表的信息来快速地获取基板的研磨因素。
研磨部可以设置为可研磨基板的多种结构,本实用新型不会受研磨部的结构及布局(lay out)的限制或限定。
优选地,研磨部构成为在基板的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量来对基板进行研磨。例如,研磨部在沿着基板的半径方向分割的基板的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量来对基板进行研磨。作为另一个例子,研磨部在沿着基板的圆周方向分割的基板的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量来对基板进行研磨。
更加具体地,研磨部包括:研磨垫,其与基板相接触;载体头,其将基板加压于研磨垫。此时,载体头包括多个压力室,多个压力室可以按照基板的各个区域独立地进行调节,并且施加相互不同的加压力。
此外,研磨部包括调质器,调质器设置为相对于研磨垫可进行回旋移动,并对研磨垫的表面进行改质。
优选地,调质器构成为可以按照基板的各个区域不同地对与基板相接触的研磨垫的高度进行改质。更加具体地,调质器构成为,与基板的区域中第一区域相接触的研磨垫的第一接触区域调质为第一高度,与基板的区域中第二区域相接触的研磨垫的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。换句话说,就与基板相接触的研磨垫的第一接触区域和研磨垫的第二接触区域而言,不同地对调质器的加压力进行控制,据此,在研磨垫的第一接触区域使得调质器的加压力增大,在研磨垫的第二接触区域使得调质器的加压力变小,因此可以将研磨垫的第一接触区域和研磨垫的第二接触区域改质为相互不同的高度。
并且,载体头包括卡圈,卡圈配置为包围基板的周围并约束基板的脱离,研磨部可以选择性地使得卡圈的加压力变动的同时进行调节。如上所述,通过对卡圈的加压力进行控制而有意形成研磨垫的表面高度偏差,并且也可以在基板的边缘区域使得每单位时间研磨量增加。
此外,研磨部包括研磨液供给部,研磨液供给部在对基板进行机械研磨的期间,供给用于化学研磨的研磨液。
优选地,研磨液供给部构成为按照研磨垫的各个区域不同地对研磨液的喷射条件进行调节。在此,所谓的按照研磨垫的各个区域不同地对研磨液的喷射条件进行调节,定义为按照研磨垫的各个区域不同地对研磨液的喷射量、喷射面积、喷射高度中任意一个以上进行调节。不同地,研磨液供给部设置为沿着研磨垫的半径方向可移动,从而按照研磨垫的各个区域以相互不同的移动速度移动并喷射研磨液,据此也可以按照基板的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。
此外,研磨部可包括温度调节部,温度调节部对研磨垫的表面温度进行调节。此时,温度调节部对研磨垫的表面温度进行调节,据此可以防止因研磨垫的表面温度偏差而导致的化学研磨量的偏差,同时按照基板的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。
温度调节部可以形成为能够对研磨垫的表面温度进行调节的多种结构。优选地,温度调节部按照研磨垫的各个区域不同地对研磨垫的表面温度进行调节。例如,温度调节部可以在与研磨垫接触或者不接触的状态下对研磨垫的温度进行调节。此时,温度调节部可安装于载体头或者安装于调质器。根据情况的不同,温度调节部也可以以与载体头或者调质器相分离的形式设置。不同地,温度调节部也可以构成为构成载体头或者调质器的部件中一个。例如,温度调节部可以是载体头的卡圈,并且可以在调节研磨垫的表面温度的同时一起执行约束基板的脱离的作用。
作为另一个例子,温度调节部也可以对与研磨垫相接触的被接触体的摩擦力进行控制从而调节研磨垫的温度。作为又另一个例子,温度调节部也可以通过向研磨垫供给(例如,喷射)流体来调节研磨垫的温度。此时,流体可以包括气体和液体中任意一个以上。
此外,研磨部可以包括振动部,振动部在对基板进行研磨的过程中相对于研磨垫使得载体头相对振动。例如,振动部构成为在对基板进行研磨的过程中相对于研磨垫使得载体头振动。作为另一个例子,振动部构成为在对基板进行研磨的过程中相对于载体头使得研磨垫振动。
作为监控部,可以使用能够测量基板的厚度信息的电涡流传感器、光传感器、激光传感器等,本实用新型并非受监控部的种类及测量方式的限制或限定。
因素调节部基于针对在监控部测量的基板的厚度分布是否准确地研磨为所目的的目标厚度分布的厚度偏差信息,在基板的研磨结束之前,可以控制研磨条件(例如,基板的各个区域每单位时间研磨量)。优选地,因素调节部在基板被研磨的过程中实时变更研磨因素。
在此,所谓的因素调节部以与基板的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节,定义为基于基板的厚度信息,对载体头、调质器、研磨液供给部、温度调节部、研磨垫中至少一个以上的操作变数进行调节。优选地,因素调节部同时对如下因素进行调节:与将基板加压于研磨垫的载体头相关的载体头研磨因素(例如,载体头的加压力、加压时间、旋转速度)、与对研磨垫进行改质的调质器相关的调质器研磨因素(例如,调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度)、与向基板供给研磨液的研磨液供给部相关的研磨液供给部研磨因素(例如,研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度)。如上所述,同时对各个研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:使得基板的研磨条件最佳化,并且更加提高研磨准确度。
更加优选地,因素调节部构成为如果基板的厚度偏差达到事先设定的范围以内,则对研磨因素进行调节。更加具体地,在基板的初期研磨区间,不会对研磨因素进行另外调节,而是通过基于基板的特性数据的研磨因素对基板进行研磨。此后,对基板进行一定以上的研磨,并且基板的厚度偏差达到事先设定的范围以内后,在研磨区间以与在监控部测量的基板的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
更加优选地,包括控制部,就控制部而言,如果特性数据输入到输入部,则使得设定部、研磨部、监控部、因素调节部相联系,从而自动进行对基板的研磨,如果基板达到目标厚度,则使得对基板的研磨结束。在此,所谓的自动进行对基板的研磨,理解为在对基板进行研磨的期间,作业者不会介入,而是从基板的研磨控制开始至结束为止主动进行控制的同时进行研磨。
根据本实用新型的另一个优选实施例,基板处理装置包括:输入部,其用于输入针对基板的特性数据;设定部,其根据特性数据对基板的研磨因素进行设定;研磨部,其基于研磨因素对基板进行研磨;监控部,其监控与基板的研磨环境相关的研磨环境数据;因素调节部,其以与研磨环境数据相对应的形式对所述研磨因素进行调节。
在此,所谓的研磨环境数据,定义为将对基板的研磨(研磨量或者研磨程度)产生影响(或者具有相关关系)的与环境(状态或者条件)相关的信息全部包括在内。
更加具体地,研磨环境数据包括如下信息中任意一个以上:与基板相接触的研磨垫的厚度信息、向将基板加压于研磨垫的载体头施加的载体头压力信息、向载体头的卡圈施加的卡圈压力信息、向对研磨垫进行改质的调质器施加的调质器压力信息。更加优选地,监控部同时对研磨垫的厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息进行监控。
此外,由监控部监控的研磨环境数据也可以包括基板的周围温度(例如,配置有研磨平板的研磨室内部的温度)、湿度(例如,研磨室内部的湿度)、气流(例如,气流中是否包含有毒浮悬颗粒(Fume))中任意一个以上。
因素调节部在基板被研磨的过程中基于研磨环境数据以实时变更研磨因素的形式进行调节。优选地,因素调节部基于研磨环境数据,对如下因素同时进行调节:与将基板加压于研磨垫的载体头相关的载体头研磨因素、与对研磨垫进行改质的调质器相关的调质器研磨因素、与向基板供给研磨液的研磨液供给部相关的研磨液供给部研磨因素。
根据本实用新型的优选的其他领域,基板处理装置的控制方法包括:输入步骤,输入针对基板的特性数据;设定步骤,根据特性数据对基板的研磨因素进行设定;研磨步骤,基于研磨因素对基板进行研磨;监控步骤,监控基板的厚度信息;调节步骤,以与基板的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
更加具体地,在输入步骤中,输入基板的材料、基板的初期厚度分布、基板的目标厚度中任意一个以上。
此外,所谓的基板的研磨因素,定义为将对基板的研磨产生影响的变数全部包括在内。例如,基板的研磨因素可以包括将基板加压于研磨垫的载体头的加压力、加压时间、旋转速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括对研磨垫进行调质的调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括向研磨垫供给的研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度中任意一个以上。作为又另一个例子,基板的研磨因素可以包括研磨垫的材料、旋转速度、旋转时间、表面温度中任意一个以上。
并且,在设定步骤中,从按照基准数据存储有相互不同的多个研磨因素的存储部中呼叫任意一个以上的研磨因素。
优选地,在研磨步骤中,按照基板的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板进行研磨。更加具体地,在研磨步骤中,按照沿着基板的半径方向或圆周方向分割的基板的各个区域,以相互不同的每单位时间研磨量对基板进行研磨。
按照基板的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板进行研磨的方式可以以多种方式进行。例如,在研磨步骤中,可按照与研磨垫相接触的基板的各个区域施加相互不同的加压力。作为另一个例子,在研磨步骤中,按照基板的各个区域不同地对与基板相接触的研磨垫的高度进行控制。具体地,在研磨步骤中,与基板的区域中第一区域相接触的研磨垫的第一接触区域调质为第一高度,与基板的区域中第二区域相接触的研磨垫的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。
此外,在研磨步骤中,在对基板进行机械研磨的期间,同时供给用于化学研磨的研磨液并进行化学机械研磨(CMP)工艺。此时,在研磨步骤中,按照与基板相接触的研磨垫的各个区域,相互不同地对研磨液的喷射条件进行调节。具体地,在研磨步骤中,按照研磨垫的各个区域,不同地对研磨液的喷射量、喷射面积、喷射高度中任意一个以上进行调节。
此外,在研磨步骤中,可以对与基板相接触的研磨垫的表面温度进行调节。优选地,在研磨步骤中,按照研磨垫的各个区域,相互不同地对研磨垫的表面温度进行调节。
此外,在研磨步骤中,基板可以相对于与基板相接触的研磨垫进行相对振动。
优选地,当输入特性数据时,使得设定步骤、研磨步骤、监控步骤、调节步骤相联系,从而自动进行对基板的研磨,如果基板达到目标厚度,则对基板的研磨结束。
更加优选地构成为,基板的厚度偏差只要达到事先设定的范围以内,就可以进行调节步骤。
并且,在监控步骤中,在基板被研磨的过程中,对基板的厚度信息进行实时监控,在调节步骤中,在基板被研磨的过程中,以实时变更研磨因素的形式进行调节。
如上所述,根据本实用新型,可以获得如下有利效果:准确地对基板的研磨厚度进行控制,使得研磨效率提高。
尤其,根据本实用新型,在对基板进行研磨的期间,操作者不介入,而是基于基板的最初特性数据和研磨中基板的厚度信息,自动对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
换句话说,在对基板进行研磨时,由于类似于厚度传感器误差、因温度变化而导致的误差等的研磨环境变数,因而难以准确地将基板研磨为所目的的目标厚度。例如,在研磨后基板的厚度应成为(目标厚度信息),但是在研磨结束后,对基板的厚度进行测定时,基板的厚度可以显示为(研磨后厚度信息)。如上所述的厚度差异(厚度偏差信息)是根据对基板的研磨前厚度进行测量的传感器误差或因温度变化而导致的研磨量误差等产生的。于此,本实用新型中,基于基板的最初特性数据和研磨中基板的厚度信息,自动对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:在没有因研磨环境变数而导致的厚度偏差的状态下,将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
此外,根据本实用新型,可以获得如下有利效果:基于基板的圆周方向厚度分布,去除基板的圆周方向厚度偏差,精确地对基板的圆周方向厚度分布进行调节。
此外,根据本实用新型,在开始对基板进行研磨的同时,可以按照基板的各个区域不同地对研磨量进行调节,因此可以获得如下有利效果:可以快速地去除基板的厚度偏差,并且更加提高基板的研磨效率。
此外,根据本实用新型,如果基板的厚度偏差达到事先设定的范围以内,则进行基板的研磨因素,据此可以获得如下有利效果:实时去除沿着基板的圆周方向而产生的厚度偏差。
此外,根据本实用新型,在对基板进行研磨的期间,操作者不介入,而是基于基板的最初特性数据和研磨中基板的研磨环境数据(研磨垫厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息),自动对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
附图说明
图1是示出现有的化学机械研磨装置的构成的正面图。
图2是示出现有的化学机械研磨装置的构成的侧面图。
图3及图4是示出晶元的研磨层的厚度分布的图。
图5是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的图。
图6是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的研磨部的图。
图7是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的载体头的图。
图8及图9是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与载体头相关的研磨因素的存储部的图。
图10及图11是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用载体头对基板进行研磨的过程的图。
图12是示出利用根据本实用新型的基板处理装置进行研磨的基板的研磨层厚度分布的图。
图13是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的对载体头的研磨因素进行调节的过程的图。
图14是示出经过图13的对载体头的研磨因素进行调节的过程而被研磨的基板的研磨层厚度分布的图。
图15是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的调质器的图。
图16是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与调质器相关的研磨因素的存储部的图。
图17是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用调质器对基板进行研磨的过程的图。
图18是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的通过调节卡圈的加压力而对基板进行研磨的过程的图。
图19是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的研磨液供给部的图。
图20是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与研磨液供给部相关的研磨因素的存储部的图。
图21及图22是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用研磨液供给部对基板进行研磨的过程的图。
图23是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的温度调节部的图。
图24及图25是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的振动部的图。
图26是用于说明沿着基板的圆周方向而产生的厚度偏差的图。
图27是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置的图。
图28至图30是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置的根据研磨环境数据对研磨因素进行调节的过程的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明,但是本实用新型并非受实施例的限制或限定。作为参考,在本说明中相同的标号实质上指代相同的要素,在这样的规则下,可以引用记载于其他附图的内容来进行说明,可以省略认为对于本领域技术人员来说显而易见的或者重复内容。
图5是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的图,图6是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的研磨部的图。此外,图7是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的载体头的图,图8及图9是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与载体头相关的研磨因素的存储部的图。并且,图10及图11是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用载体头对基板进行研磨的过程的图,图12是示出利用根据本实用新型的基板处理装置进行研磨的基板的研磨层厚度分布的图,图13是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的对载体头的研磨因素进行调节的过程的图,图14是示出经过图13的对载体头的研磨因素进行调节的过程而被研磨的基板的研磨层厚度分布的图。
此外,图15是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的调质器的图,图16是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与调质器相关的研磨因素的存储部的图,图17是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用调质器对基板进行研磨的过程的图。另外,图18是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的通过调节卡圈的加压力而对基板进行研磨的过程的图。
此外,图19是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的研磨液供给部的图,图20是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的存储有与研磨液供给部相关的研磨因素的存储部的图,图21及图22是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的利用研磨液供给部对基板进行研磨的过程的图。并且,图23是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的温度调节部的图,图24及图25是用于说明根据本实用新型的基板处理装置的振动部的图,图26是用于说明沿着基板的圆周方向而产生的厚度偏差变化的图。
参照图5至图26,根据本实用新型的基板处理装置1包括:输入部210,其用于输入针对基板10的特性数据;设定部220,其根据特性数据对基板10的研磨因素进行设定;研磨部110,其基于研磨因素对基板10进行研磨;监控部230,其对基板10的厚度信息进行监控;因素调节部240,其以与基板10的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节。
其目的在于,通过自动控制基板10的研磨来准确地对基板10的研磨厚度进行控制并使得研磨效率提高。
最重要的是,本实用新型中,在对基板10进行研磨的期间,即使操作者不介入,也基于基板10的最初特性数据和研磨中基板的厚度信息,自动对基板10的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利的效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板10研磨为所意图的准确的厚度,提高研磨质量。
尤其,本实用新型中,基于基板10的最初特性数据和研磨中基板10的厚度信息,通过最佳地整合基板10的所有的研磨因素(例如,与载体头相关的载体头研磨因素、与调质器相关的调质器研磨因素、与研磨液供给部相关的研磨液供给部研磨因素、研磨结束时间等)而进行主动控制,据此可以获得如下有利效果:在没有因研磨环境变数而导致的厚度偏差的情况下,将基板10研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
向输入部210输入针对基板10的特性数据。在此,所谓的针对基板10的特性数据,定义为针对基板10的种类和特性的基础数据。更加具体地,所谓的针对基板10的特性数据,定义为包括基板10的材料(例如,金属膜、氧化物膜)、基板10的厚度分布(研磨前初期厚度分布)、基板10的目标厚度(目的厚度)中任意一个以上。
基板10的厚度分布可以通过通常的厚度测量部(未示出)来测量。作为厚度测量部可以使用电涡流传感器、光传感器、激光传感器(扫描器)中任意一个,电涡流传感器从基板10的研磨层(参照图10及图11的10a)测量包括厚度信息的电涡流信号,光传感器测量包括厚度信息的光信号。
电涡流传感器为了感知基板10的研磨层10a的厚度而施加电涡流,并接收来自研磨层10a的输出信号(例如,共振频率或者合成阻抗)。
电涡流传感器包括缠绕n次的中空螺旋形状的传感器线圈(未示出),从控制部250接收交流电,从传感器线圈以磁束形态施加输入信号,向导电体(导电性材料的研磨层)施加电涡流,在导电体的厚度发生变动或者与导电体的距离发生变动的情况下,用输出信号来接收由从导电体产生的电涡流引起的共振频率或者合成阻抗,从而从输出信号的变化中检测导电体的厚度变化或到导电体为止的距离。
作为参考,在电涡流传感器接收的输出信号没有导电性材料的情况下,没有合成阻抗的减少部分,原则上被测量为基准值(默认的)或者零(0),在有导电性材料的情况下,因合成阻抗的减少成分而输出为从基准值或者零减去合成阻抗减少部分的大小。可以用电压(voltage)来表示电涡流传感器的输出值。
优选地,厚度测量部构成为对基板10的各个区域厚度分布进行测量。在此,所谓的厚度测量部对基板10的各个区域厚度分布进行测量,定义为在沿着基板10的特定方向分割的多个区域中分别测量厚度。例如,可以构成为对沿着基板10的半径方向分割的基板10的各个区域(例如,分割为环形形态的区域)厚度分布(沿着半径方向的厚度分布)进行测量。作为另一个例子,厚度测量部可以构成为对沿着基板10的圆周方向分割的基板10的各个区域(例如,分割为扇形形态的区域)厚度分布(沿着圆周方向的厚度分布)进行测量。
作为参考,通过厚度测量部进行的厚度分布测量是可以在基板放置于研磨垫的状态下进行,或者在基板被研磨之前基板搭载于载体头的状态下进行。根据不同的情况,也可以在基板搭载于载体头之前对基板的厚度分布进行测量。
设定部220根据特性数据对基板的研磨因素进行设定。在此,所谓的基板的研磨因素,定义为将对基板的研磨产生影响的变数全部包括在内。
例如,基板的研磨因素可以包括将基板加压于研磨垫的载体头的加压力、加压时间、旋转速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括对研磨垫进行调质的调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括向研磨垫供给的研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度中任意一个以上。作为又另一个例子,基板的研磨因素可以包括研磨垫的材料、旋转速度、旋转时间、表面温度中任意一个以上。
优选地,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于存储部,设定部220构成为在存储有相互不同的多个研磨因素的存储部的数据库中呼叫任意一个以上的研磨因素。
例如,参照图8、图16、图20,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于查找表(Lookup Table),并且可以利用事先存储于查找表的信息来快速地获取基板的研磨因素。
具体地,如果输入基板的材料、厚度、目标厚度等相关的特性数据,则可以呼叫与适合于特性数据的载体头、调质器、研磨液供给部相关的基板的研磨因素。
并且,未事先存储于查找表的研磨因素可以利用内插法(interpolation)来计算,内插法利用事先存储的邻近的研磨因素中的误差。
研磨部110、120设置于研磨部分100,以便对基板进行化学机械研磨(CMP)工艺。
研磨部分可以设置为能够对基板进行化学机械研磨工艺的多种结构,本实用新型并非受研磨部分的结构及布局(lay out)的限制或限定。
更加具体地,在研磨部分100可以设置有多个研磨平板111、121,在各个研磨平板111、121的上面可以附着有研磨垫112、122,研磨部110、120包括将基板10加压于研磨垫112的载体头114。
研磨平板100以可旋转的形式设置于研磨部分上,并且在研磨平板100的上面配置有用于对基板进行研磨的研磨垫112。
在通过研磨液供给部118向研磨垫112的上面供给研磨液的状态下,载体头114将基板加压于研磨垫112的上面,从而对基板进行化学机械研磨工艺。
研磨垫112可以形成为具有圆盘形态,本实用新型并非受研磨垫112的形状及特性的限制或限定。
在研磨垫112的上面形成具有规定深度的多个凹纹(groove pattern)。凹纹可以形成为直线、曲线、圆形形态中至少任意一个形态。以下,举例说明如下构成:在研磨垫112的上面形成有以研磨垫112的中心为基准具有同心圆形态的多个凹纹,各个凹纹112具有相同的宽度,并且形成为以相同的间隔来隔开。根据不同的情况,凹纹具有互不相同的形态,或者也可以以互不相同的宽度及间隔来形成,本实用新型并非受凹纹的形状及排列的限制或限定。
载体头114构成为在研磨部分100区域上沿着已设定的循环路径来移动,供给于装载单元的基板10(供给于装载位置的基板)以搭载于载体头114的状态通过载体头114被移送。以下,举例说明如下构成:载体头114构成为从装载单元开始经过研磨平板110大概沿着四边形形态的循环路径来移动。
例如,研磨部分100包括:第一研磨区域101,其配置有第一研磨平板和第二研磨平板;第二研磨区域102,其与第一研磨区域101相面对,并且配置有第一研磨平板和第二研磨平板,装载于装载区域P1的基板10在第一研磨区域101或第二研磨区域102被研磨后,通过载体头114被移送,并卸载于卸载区域P2。
更加具体地,参照图7,载体头114包括:本体114a,其与驱动轴(未示出)相连接并进行旋转;基底114b,其与本体114a相连接并一起旋转;膜114c,其为弹性柔性材料(例如,聚氨酯),并且固定于基底114b,形成有多个压力室C1~C3;压力控制部(未示出),其向压力室供给空气压力并调节压力。在此,多个压力室C1~C3按照基板的各个区域独立地调节加压力,据此,在压力室C1~C3中至少两个可以用不同的加压力进行调节。
本体114a的上端结合于附图上未示出的驱动轴并进行旋转驱动。本体114a也可以形成为一个主体,但是也可以形成为两个以上的部件(未示出)相互结合的结构。
基底114b相对于本体114a对齐地配置于同轴上,并且以与本体114a一起旋转的形式连接结合,从而与本体114a一起旋转。
膜114c安装于载体头114本体105的底面,并且构成为将基板加压于研磨垫112。
优选地,如图9所示,载体头114的膜114c相对于中心形成为同心圆,并且通过沿着半径方向划分的第一隔壁114d’划分为压力室C1、C2、C3,压力室C1、C2、C3相对于基板10的半径长度可以独立地施加不同的加压力。与此同时,位于中央部的第一压力室C1的半径外侧的第二压力室C2及第三压力室C3通过沿着圆周方向划分的第二隔壁114d”划分为压力室C21、C22、C23、C24、C25、C26;C31、C32、C33、C34、C35、C36,压力室C21、C22、C23、C24、C25、C26;C31、C32、C33、C34、C35、C36相对于基板10的圆周方向的长度施加不同的加压力。
由此,通过从压力因素调节部240向各个压力室C1、C21~C26、C31~C36供给的空气压力,不仅可以在沿着基板的半径方向上设置压力偏差AP1>AP2>AP3的状态下施加加压力,而且也可以在沿着基板的圆周方向上设置压力偏差的状态下施加加压力(参照图10及图11)。尤其,在化学机械研磨工艺中对基板进行加压的膜底板与基板保持紧贴的状态下,在膜底板与基板之间几乎不会产生滑动,因此沿着基板10的圆周方向不同地施加加压力,从而可以去除沿着基板10的圆周方向的研磨层10a厚度偏差。
附图中,虽然示例了针对第一压力室C1没有形成沿着圆周方向划分的第二隔壁114d”的构成,但是本实用新型并非限于此,包括针对第一压力室C1至第三压力室C3中任意一个以上形成沿着圆周方向划分的第二隔壁114d”的所有构成。
由此,在获得针对基板10的整个板面的研磨层10a厚度分布的状态下,针对测量后基板研磨层10a的厚度较大的区域,与测量后基板研磨层10a的厚度较小的区域相比,将向载体头114的压力室施加的加压力调节得更大,从而可以将基板研磨层10a厚度准确地调节为整体上所需的分布形状。
换句话说,载体头114的压力室C1~C3不仅沿着半径方向通过第一隔壁114d’被划分,而且也沿着圆周方向通过第二隔壁114d”被划分,因此即使研磨层10a厚度在将要开始蒸镀于基板的时候不均匀,在化学机械研磨工艺结束的时候也可以调节为所需的厚度分布(例如,整体上均匀的厚度分布,或者中央部与边缘相比更厚或更薄的厚度分布)。如上所述,在化学机械研磨工艺中相对于二维板面均匀地调节基板研磨层10a厚度分布,从而可以与所需的研磨层10a厚度分布一致地进行研磨工艺,因此可以获得使得研磨质量提高的有利效果。
此外,研磨部110包括调质器116,调质器116设置于研磨垫112的上部,并且对研磨垫112的表面进行改质。
换句话说,调质器116细微地对研磨垫112的表面进行切削,以便防止许多发泡微孔被堵塞,许多发泡微孔起到将由研磨剂和化学物质混合的研磨液装在研磨垫112的表面的作用,从而填充于研磨垫112的发泡气孔的研磨液可以顺畅地供给至被载体头114夹紧的基板。
调质器116可以形成为能够对研磨垫112的表面进行改质的多种结构,可以根据要求的条件及设计规格对调质器116的种类及结构进行多样的变更。
例如,参照图15,调质器116包括:调质器臂116a,其以事先规定的角度范围进行回旋运动;反冲盘(disc holder)116b,其以沿着上下方向可移动的形式结合于调质器臂116a;调质盘116c,其配置于反冲盘116b的底面,调质器116构成为沿着回旋路径相对于研磨垫112进行回旋移动。
反冲盘116b可以构成为通过可旋转地安装于调质器臂116a上的旋转轴(未示出)进行旋转,可以根据要求的条件及设计规格对旋转轴的结构进行多种的变更。
反冲盘116b设置为相对于旋转轴沿着上下方向可移动,与旋转轴一起旋转的同时,相对于旋转轴沿着上下方向可移动,用于对研磨垫112进行改质的调质盘116c结合于反冲盘116b的下部。
优选地,调质器116构成为可以按照基板10的各个区域不同地对与基板10相接触的研磨垫112的高度进行改质。
更加具体地,调质器116构成为,与基板10的区域中第一区域相接触的研磨垫112的第一接触区域调质为第一高度,与基板10的区域中第二区域相接触的研磨垫112的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。
换句话说,就与基板10相接触的研磨垫112的第一接触区域和研磨垫112的第二接触区域而言,不同地对调质器116的加压力进行控制,例如,如图17所示,在研磨垫112的第一接触区域Z2使得调质器116的加压力增大,在研磨垫112的第二接触区域Z1使得调质器116的加压力变小,据此,可以将研磨垫112的第一接触区域Z2和研磨垫112的第二接触区域Z1调质为不同的高度。
如上所述,按照研磨垫112的各个区域对调质器116的加压力进行控制,据此,也可以减小研磨垫112的表面高度偏差(平坦化),但是也可以通过有意形成研磨垫112的表面高度偏差来按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。换句话说,在与研磨垫112的表面高度高的部位Z1相接触的基板的区域中每单位时间研磨量可以变高,相反,在与研磨垫112的表面高度低的部位Z2相接触的基板的区域中每单位时间研磨量可以变小。
另外,参照图18,载体头114包括卡圈114e,卡圈114e以包围基板10周围的形式配置,并且约束基板10的脱离,研磨部110可以选择性地对卡圈114e的加压力进行不同的调节。
如上所述,通过控制卡圈114e的加压力来有意形成研磨垫112的表面高度偏差,从而也可以使得基板10的边缘区域中的每单位时间研磨量增加。换句话说,随着卡圈114e的加压力增加,与卡圈114e相邻的研磨垫112的表面部位(与基板的边缘区域相接触的部位)112a的高度可以变高,并且在与凸出的表面部位112a相接触的基板10的边缘区域中每单位时间研磨量可以变高。
此外,研磨部110包括研磨液供给部118,研磨液供给部118在进行对基板10的机械研磨期间,供给用于化学研磨的研磨液。
研磨液供给部118从研磨液存储部获得研磨液S的供给,从而供给至研磨垫112上。优选地,研磨液供给部118构成为在研磨垫112的多个位置上供给研磨液。
更加具体地,参照图19及图21,研磨液供给部118包括:臂118a,其沿着朝向研磨垫112的中心的方向延伸;滑动器118b,其沿着臂118a进行往复移动,在滑动器118b形成有用于供给研磨液S的研磨液供给口118c。如上所述,滑动器118b沿着臂118a进行移动,从而可以将供给液S供给至沿着研磨垫112的半径方向的多个位置P1~P7。
此时,可以利用公知的多种驱动装置来实现滑动器118b的滑行移动。优选地,在臂118a交替地配置有N极和S极的永久磁铁(未示出),在滑动器118b可以安装有线圈,并且可以构成为通过控制向线圈施加的电流来使得滑动器118b利用线性马达原理沿着臂进行移动。据此,精确地调节滑动器118b的位置的同时,将使得滑动器118b沿着臂118a移动时所需的空间最小化,从而可以实现紧凑的构成。根据不同的情况,也可以构成为滑动器通过导螺杆或者其他通常的直线运动系统(Linear Motion System)来进行直线移动,导螺杆通过驱动马达的驱动力旋转。
作为参考,本实用新型的实施例中,举例说明了臂118a朝向研磨垫112的中心以直线形态排列的构成,但是根据本实用新型的其他实施形态,臂也可以形成为平缓的曲线形态。不同地,沿着研磨垫的圆周方向形成臂,滑动器顺着臂沿着研磨垫的圆周方向移动,据此也可以在沿着研磨垫的圆周方向的多个位置供给研磨液。
如上所述,在从研磨垫112的中心沿着半径方向隔开的多个位置供给为了基板研磨层10a的化学研磨而供给至研磨垫112上的研磨液,据此,可以将研磨液均匀地供给至基板的整个研磨面,因此可以防止在化学研磨时按照基板的各个区域无意地产生偏差,即使研磨液的粘度变高,也可以向基板的研磨层10a均匀地以所需的份量供给研磨液,从而可以获得提高基板的化学研磨效果的有利效果。
优选地,研磨液供给部118构成为可以按照基板10的各个区域不同地对研磨液的供给量进行调节。
如上所述,根据基板10的厚度分布按照研磨液S被供给的各个位置使得研磨液的供给量不同,据此也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。例如,参照图21,在基板10的旋转中心部位想要增加化学研磨量时,使得P4位置上的研磨液供给量更加增加,从而可以使得基板10的旋转中心部位的化学研磨量增加。此时,因为基板10在化学机械研磨工艺中进行自转,所以不仅在基板10的旋转中心部位,而且在从基板10的旋转中心隔开的部位也沾有从P4位置供给的研磨液,从而贡献于化学研磨量,但是渗透至研磨垫112的发泡微孔的研磨液仍然向经过基板10的旋转中心的路径移动,因此在P4位置增加的研磨液的供给量对基板的旋转中心部位的化学研磨量产生最大影响。
另外,在本实用新型的实施例中,举例说明了研磨液供给部118在7个位置P1~P7供给研磨液的构成,但是,优选地,从形成于滑动器118b的研磨液供给口118c向研磨垫112供给研磨液S的位置设定为10个以上。据此,在与研磨垫112相接触的基板的10个以上的地点以使得供给量有差别的形式供给研磨液S,因此可以获得更加精确地控制基板的化学研磨量的效果。
不同地,根据基板10的厚度分布使得滑动器118b的移动速度不同,据此,也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。例如,参照图21,在越向基板10的旋转中心部位靠近越想增加化学研磨量时,从基板10的边缘越向旋转中心部位靠近越降低滑动器118b的移动速度,从而使得研磨液供给量更加增加,因此越向基板10的旋转中心部位靠近越可以使得化学研磨量增加。
此外,参照图22,研磨液供给部118按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的喷射条件进行调节,据此可以按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的供给量(每单位面积研磨液供给量)进行调节,并且也可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨。
研磨液供给部118可以设置为按照研磨垫112的各个区域以相互不同的喷射面积条件来供给研磨液的多种结构。例如,研磨液供给部118可以包括第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2,第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2可以构成为以相互不同的大幅喷射面积来供给研磨液。以下,举例说明第二研磨液喷射部Z2以与第一研磨液喷射部Z1、Z3相比相对较宽的喷射面积来供给研磨液的构成。根据不同的情况,也可以构成为第一研磨液供给部以与第二研磨液供给部相比较宽的喷射面积来供给研磨液。
可以根据要求的条件及设计规格以多种方式对通过第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2的喷射条件(喷射面积)进行调节。例如,第一研磨液喷射部Z1、Z3可以构成为包括多个第一喷嘴118c’,多个第一喷嘴118c’配置为以间隔规定间距L2、L2’的形式相隔开,第二研磨液喷射部Z2可以包括多个第二喷嘴118c”,多个第二喷嘴118c”配置为以与第一喷嘴118c’之间的间隔间距L2、L2’相比相对较窄的间隔间距L1相隔开。作为参考,第二喷嘴118c”以与第一喷嘴118c’相比较窄的间隔间距(L1<L2、L2’)配置,因此在具有相同长度的区间,第二喷嘴118c”的个数比第一喷嘴118c’的个数多。
作为另一个例子,参照图22,研磨液供给部118按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的喷射高度Hn进行调节,据此,可以按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的供给量(每单位面积研磨液供给量)进行调节,也可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨。
此外,研磨部110可以包括温度调节部200,温度调节部200对研磨垫112的表面温度进行调节。
因为利用研磨液进行的化学研磨工艺受到温度的很大影响,所以如果产生研磨垫112的表面温度偏差,则存在的问题在于,因化学研磨量的偏差而使得基板的研磨面变得不均匀。但是,在本实用新型中,可以利用温度调节部200来整体均匀地对研磨垫112的表面温度分布进行调节,因此可以获得如下有利效果:防止因研磨垫112的表面温度偏差而导致的化学研磨量的偏差,并且使得基板10的研磨质量提高。
此外,利用温度调节部200来对研磨垫112的表面温度分布进行调节,据此,也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。
温度调节部200可以形成为能够对研磨垫112的表面温度进行调节的多种结构。优选地,温度调节部200按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨垫112的表面温度进行调节。
例如,温度调节部200可以在与研磨垫112接触或不接触的状态下对研磨垫112的温度进行调节。此时,温度调节部200可以安装于载体头114或者安装于调质器116。根据不同的情况,温度调节部200也可以设置为与载体头114或调质器116相分离。不同地,温度调节部200也可以构成为构成载体头114或调质器116的部件中一个。假设,温度调节部200可以是载体头114的卡圈(参照图18的114e),对研磨垫112的表面温度进行调节的同时可以一起执行约束基板的脱离的作用。
作为另一个例子,温度调节部200也可以通过控制与研磨垫112相接触的被接触体的摩擦力来对研磨垫112的温度进行调节。换句话说,温度调节部200也可以通过控制在被接触体(例如,载体头或者调质器)以旋转的形式接触于研磨垫112时因摩擦而产生的热来对研磨垫112的温度进行调节。
作为又另一个例子,温度调节部200也可以通过向研磨垫112供给(例如,喷射)流体来对研磨垫112的温度进行调节。此时,流体可以包括气体和液体中任意一个以上。
更加具体地,参照图23,温度调节部200包括:区间分割部件210,其设置为覆盖研磨垫112的上面一部分;隔壁部件220,其分割为多个温度调节区间C1~C6,多个温度调节区间C1~C6是以与多个表面区间相对应的形式对区间分割部件210的内部空间进行分割而形成的。
区间分割部件210设置有以与研磨垫112的多个表面区间Z1~Z6相对应的形式分割的多个温度调节区间。在此,所谓的多个温度调节区间,可以理解为以与多个表面区间相对应的形式独立分割的(划分的)空间,在特定温度调节区间可以只调节相对应的特定表面区间的温度。假设,当研磨垫112的表面分割为6个表面区间Z1~Z6时,区间分割部件210可以设置有与6个表面区间Z1~Z6相对应的6个温度调节区间C1~C6,例如,在C3温度调节区间可以对Z3表面区间的表面温度进行控制,在C4温度调节区间可以对Z4表面区间的表面温度进行控制。
作为参考,温度调节部200设置有以与多个表面区间相对应的形式分割的多个温度调节区间C1~C6,温度调节部200可以部分地设置于研磨垫112的上面一部分区域。例如,温度调节部200大概可以设置为扇形(sector)形状,各个温度调节区间C1~C6可以设置为具有相互不同的半径的弧(arc)形态。就如上所述的结构而言,在研磨垫112的上面进行利用载体头114的化学机械研磨工艺,以及利用调质器116的研磨垫112的改质工艺的同时,可以同时执行通过温度调节部200的表面温度调节工艺。
在多个温度调节区间C1~C6可以分别设置有热传递部件(未示出),热传递部件直接接触于研磨垫112的表面,或者可以与存在于研磨垫112的表面的流体(例如,研磨液或者清洗液)相接触并实现热传递。
作为热传递部件可以设置为与研磨垫112可进行热传递的多种结构。热传递部件可以设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或者冷却。假设,当特定表面区间的温度高时,热传递部件被冷却,从而可以降低特定表面区间的温度。相反,当其他特定表面区间的温度低时,热传递部件被加热,从而也可以提高其他特定表面区间的温度。例如,作为热传递部件,可以使用通常的热电元件(thermoelectric element),热电元件利用由珀尔帖效应产生的吸热或发热。根据不同的情况,也可以通过向多个温度调节区间供给热传递流体(例如,DIW或者N2)来调节研磨垫的表面温度。
此外,参照图24及图25,研磨部110可以包括振动部115,振动部115在进行对基板10的研磨过程中,相对于研磨垫112使得载体头114相对振动。
例如,参照图24,振动部115构成为在进行基板10的研磨过程中相对于研磨垫112使得载体头114振动。
作为另一个例子,参照图25,振动部115构成为在进行基板的研磨过程中相对于载体头114使得研磨垫112振动。
如上所述,振动部115相对于研磨垫112使得载体头114相对振动,据此,基板10可以相对于研磨垫112沿着连续的曲线形态的路径移动并被研磨,因此可以获得如下有利效果:可以防止在基板10的表面形成织构(texture),并且防止因划痕(织构)而导致的研磨质量的下降。
监控部230设置为对基板的厚度信息进行监控,优选地,监控部230在基板被研磨的过程中实时监控基板的厚度信息。
监控部230可以利用电涡流传感器、光传感器、激光传感器等来在基板被研磨的过程中对基板的厚度信息(厚度分布)进行测量。
因素调节部240设置为以与在监控部230测量的基板10的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节。
更加具体地,因素调节部240基于针对在监控部230测量的基板10的厚度分布是否准确地研磨为所目的的目标厚度分布的厚度偏差信息,在基板10的研磨结束之前,可以控制研磨条件(例如,按照基板的各个区域每单位时间研磨量)。优选地,因素调节部240进行如下调节:在基板10被研磨的过程中实时变更研磨因素。
换句话说,在对基板10进行研磨时,由于类似于厚度传感器误差、因温度变化而导致的误差等的研磨环境变数,因而难以准确地将基板10研磨为所目的的目标厚度。例如,就基板10的“A”区域而言,在研磨中厚度应成为(目标厚度信息),但是在实际研磨中,对“A”区域的厚度进行测量时,“A”区域的厚度有可能显示为(研磨后厚度信息)(参照图12)。如上所述的厚度差异(厚度偏差信息)(ΔT)是根据对基板10的“A”区域的研磨前厚度进行测量的传感器误差或因温度变化而导致的研磨量误差等产生的。
于此,本实用新型中,如图13所示,基于基板10的厚度偏差信息(ΔT),在基板10的研磨结束之前对基板的研磨因素进行调节,从而对基板的各个区域每单位时间研磨量进行控制。更加具体地,在进行对基板10’的研磨过程中测量基板10的厚度信息,基于在基板10的厚度信息反映厚度偏差信息(基板的所目的的目标厚度信息和研磨中厚度信息之间的差异)的研磨因素(AP1→AP1’、AP2→AP2’),对基板10进行研磨,据此,如图14所示,可以获得无偏差地将基板10研磨为所意图的准确的厚度的有利效果。
在此,所谓的因素调节部240以与基板10的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节,定义为基于基板10的厚度信息,对载体头114、调质器116、研磨液供给部118、温度调节部200中至少一个以上的操作变数进行调节。
更加优选地,因素调节部240同时对如下因素进行调节:与将基板10加压于研磨垫112的载体头114相关的载体头研磨因素(例如,载体头的加压力、加压时间、旋转速度)、与对研磨垫112进行改质的调质器116相关的调质器研磨因素(例如,调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度)、与向基板10供给研磨液的研磨液供给部118相关的研磨液供给部研磨因素(例如,研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度)。如上所述,同时对各个研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:使得基板的研磨条件迅速最佳化,并且更加提高研磨准确度。
例如,在获得针对基板10的整个板面的研磨层10a厚度分布的状态(监控状态)下,针对测量后基板10研磨层10a的厚度较大的区域,与测量后基板10研磨层10a的厚度较小的区域相比,将向载体头114的压力室施加的加压力调节得更大,从而可以将基板10研磨层10a厚度准确地调节为整体上所需的分布形状。
作为另一个例子,在获得针对基板10的整个板面的研磨层10a厚度分布的状态下,针对测量后基板10研磨层10a的厚度较大的区域,与测量后基板10研磨层10a的厚度较小的区域相比,增加与基板10相接触的研磨垫112的表面高度(例如,减小调质器的加压力),从而可以将基板10研磨层10a厚度准确地调节为整体上所需的分布形状。
作为又另一个例子,在获得针对基板10的整个板面的研磨层10a厚度分布的状态下,针对测量后基板10研磨层10a的厚度较大的区域,与测量后基板10研磨层10a的厚度较小的区域相比,更加增加研磨液供给量,从而可以将基板10研磨层10a厚度准确地调节为整体上所需的分布形状。
如上所述,本实用新型中,基于基板10的厚度偏差信息,对基板的研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:可以准确地将基板10研磨为所意图的厚度,去除基板10的厚度偏差Δt,提高基板10的研磨均匀度。
更加优选地,因素调节部240构成为沿着基板10的圆周方向的厚度偏差只要达到事先设定的范围以内,就可以对基板的研磨因素进行调节。
换句话说,参照图26,基板10的研磨层厚度偏差也沿着基板10的圆周方向产生。此时,为了去除沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差,应在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差达到事先设定的范围以内的状态(沿着圆周方向产生的厚度偏差充分变小的状态)下,对基板10的研磨因素进行调节。
更加具体地,在基板10的初期研磨区间PZ1,以基于基板10的特性数据的研磨因素(例如,根据初期测定值而设定的载体头加压力)对基板10进行研磨。此后,对基板10进行一定以上的研磨,并且沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差达到事先设定的范围以内后,在研磨区间PZ2(沿着圆周方向产生的厚度偏差充分变小的区间)以与在监控部230测量的基板10的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
如上所述,在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差ΔTR1高的初期研磨区间PZ1中不调节研磨因素,而是在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差ΔTR2变低后,在研磨区间PZ2中对研磨因素进行调节,据此,可以获得实时去除基板的圆周方向厚度偏差的有利效果。
换句话说,在初期研磨区间PZ1中也可以对研磨因素进行调节,但是在初期研磨区间PZ1,由于沿着基板10的圆周方向产生的大的厚度偏差ΔTR1,因而难以准确地指定成为研磨因素调节的基准值的基板10的厚度,因此在初期研磨区间PZ1中难以实时去除基板10的圆周方向厚度偏差。
相反,因为在基板10的厚度偏差ΔTR2减小到一定以下的下一个研磨区间PZ2可以指定成为研磨因素调节的基准值的基板厚度,所以基于基板10的厚度偏差(实时测量的厚度信息)以使得研磨因素发生变更的形式进行调节,据此可以实时去除基板10的圆周方向厚度偏差。
另外,如果向输入部210输入特性数据,则控制部250使得设定部220、研磨部110、监控部230、因素调节部240相联系,从而自动进行对基板10的研磨,如果基板10达到目标厚度,则对基板10的研磨结束。
如上所述,在对基板10进行研磨的期间,操作者不介入,而是基于基板的最初特性数据和研磨中基板的厚度信息,自动(主动)对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
再次,参照图5,清洗部分300设置于研磨部分100的相邻的侧部,清洗部300是为了对在卸载于卸载区域P2的基板10的表面残留的异物进行清洗而设置的。
作为参考,本实用新型中,所谓的在清洗部分300进行的基板10的清洗,可以理解为用于在研磨工艺结束后最大限度地对残留于基板10的表面(尤其,也可以对基板的研磨面、非研磨面进行清洗)的异物进行清洗的工艺。
清洗部分300可以设置为能够执行多个步骤的清洗及干燥工艺的结构,本实用新型并非受到构成清洗部分300的清洗站的结构及布局的限制或限定。
优选地,为了能够有效地进行用于对残留于基板10表面的有机物及其他异物进行去除的清洗,清洗部分300可以构成为包括:接触式清洗单元400,其与基板10的表面物理接触并进行清洗;非接触式清洗单元500,其与基板10表面物理非接触并进行清洗。根据不同的情况,也可以构成为清洗部分只包括接触式清洗单元及非接触式清洗单元中任意一个。
接触式清洗单元400可以设置为能够与基板10的表面物理接触并进行清洗的多种结构。以下举例说明接触式清洗单元400包括第一接触式清洗单元402及第二接触式清洗单元404的构成。
例如,第一接触式清洗单元402及第二接触式清洗单元404可以构成为包括清洗刷,清洗刷以旋转的形式接触于基板10的表面。
研磨工艺结束的基板10通过通常的轴(spindle)(未示出)而旋转的状态下,可利用旋转的一对清洗刷进行清洗。根据不同的情况,也可以构成为基板以不旋转而固定的状态利用清洗刷进行清洗。不同地,仅一个清洗刷可以只对基板的一个板面(例如,研磨面)进行清洗。
此外,在利用清洗刷进行清洗的期间,为了能够通过清洗刷410和基板10的摩擦接触来提高清洗效果,也可以在清洗刷与基板10相接触的期间向清洗刷410和基板10的接触部位供给化学制品(例如,SC1、氢氟酸)。
非接触式清洗单元500可以设置为能够与基板10的表面物理非接触(non-contact)并进行清洗的多种结构。以下,举例说明非接触式清洗单元500包括第一非接触式清洗单元502及第二非接触式清洗单元504的构成。根据不同的情况,非接触式清洗单元也可以仅由一个清洗单元构成。
非接触式清洗单元500可以构成为根据要求的条件及设计规格以多种方式进行清洗。例如,非接触式清洗单元500可以通过如下形式进行清洗:向基板10的表面喷射类似于化学制品、纯水(DIW)、蒸汽、异种流体等的清洗流体,或者向基板10的表面供给振动能(兆声波),或者向基板10的表面喷射异丙醇(IPA)。
另外,本实用新型的实施例中,举例说明了清洗部分的各个清洗单元(非接触式清洗单元或者接触式清洗单元)排列于单一层上的构成,但是根据不同的情况,可以设置为清洗部分的各个清洗单元沿着上下方向层叠的多层结构。
此外,在清洗部分300的相邻的侧部可以设置有基板搬入搬出部(设备前端模块,Equipment Front End Module;EFEM),通过基板搬入搬出部来搬入或搬出将要处理(研磨及清洗)的基板10和处理完成的基板10。
例如,基板10可以以装载于前开式统集盒(front opening unified pod;FOUP)的状态搬入至基板搬入搬出部,或者从搬入搬出部搬出。根据不同的情况,代替前开式统集盒,可以利用其他的保管容器来使得基板搬入搬出,本实用新型并非受基板的搬入搬出结构的限制或限定。
以下,具体地对如上所述构成的基板处理装置的作用进行说明。
本实用新型的基板处理装置包括如下工艺:输入针对基板10的特性数据,根据特性数据设定基板10的研磨因素,基于设定的研磨因素对基板10进行研磨,对基板10的厚度信息进行监控,以与基板10的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
首先,输入针对基板10的特性数据。
当输入特性数据时,输入针对基板10的种类和特性的基础数据。更加具体地,所谓的针对基板10的特性数据,定义为包括基板10的材料(例如,金属膜、氧化物膜)、基板10的厚度分布(研磨前初期厚度分布)、基板10的目标厚度(目的厚度)中任意一个以上。根据不同的情况,特性数据也可以包括基板的物性以及周边环境条件(例如,周边温度)。
作为参考,输入特性数据可以在基板10放置于研磨垫的状态下进行,或者可以在基板10被研磨之前在基板10搭载于载体头114的状态下进行。根据不同的情况,也可以在基板搭载于载体头之前进行输入步骤。
其次,根据特性数据设定基板10的研磨因素。
此时,基于基板10的特性数据,设定对基板的研磨产生影响的变数(研磨因素)。
更加具体地,基板10的研磨因素可以包括将基板10加压于研磨垫的载体头114的加压力、加压时间、旋转速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板10的研磨因素可以包括对研磨垫112进行调质的调质器116的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板10的研磨因素可以包括向研磨垫112供给的研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度中任意一个以上。作为又另一个例子,基板10的研磨因素可以包括研磨垫112的材料、旋转速度、旋转时间、表面温度中任意一个以上。
优选地,基板10的研磨因素按照特性数据事先存储于存储部,设定部220构成为在存储有相互不同的多个研磨因素的存储部的数据库呼叫任意一个以上的研磨因素。
假设,在设定步骤,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于查找表(LookupTable),可以利用事先存储于查找表的信息来快速获取基板的研磨因素(参照图8、图16、图20)。
具体地,如果输入基板10的材料、厚度、目标厚度等相关的特性数据,则呼叫与适合于特性数据的载体头114、调质器116、研磨液供给部118等相关的基板的研磨因素。
并且,未事先存储于查找表的研磨因素可以利用内插法(interpolation)来计算,内插法利用事先存储的邻近的研磨因素中的误差。
其次,基于研磨因素对基板10进行研磨。
在研磨工艺中对基板10的研磨层10a进行研磨。例如,在研磨步骤中,基板10可以以搭载于载体头114的状态被加压于研磨垫112并被研磨,研磨垫112的表面可以通过调质器116被改质,在基板10被研磨的期间向研磨垫112的上面供给研磨液。
优选地,在研磨步骤中,基于基板10的研磨前厚度信息,按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨。
如上所述,基于基板10的研磨前厚度信息(厚度分布),按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨,据此,在开始对基板10进行研磨的同时,可以按照基板10的各个区域不同地对研磨量进行调节,因此可以获得如下有利效果:可以快速地去除基板10的厚度偏差,从而整体均匀地对基板的厚度分布进行调节,并且更加提高基板10的研磨质量。
例如,在研磨步骤中,按照与研磨垫112相接触的基板10的各个区域施加相互不同的加压力,据此可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量进行研磨。
作为另一个例子,在研磨步骤中,按照基板10的各个区域不同地对与基板10相接触的研磨垫112的高度进行控制,据此可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量进行研磨。
更加具体地,在研磨步骤中,与基板10的区域中第一区域相接触的研磨垫112的第一接触区域调质为第一高度,与基板10的区域中第二区域相接触的研磨垫112的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。如上所述,可以通过形成研磨垫112的表面高度偏差来按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。
又另一个例子,在研磨步骤中,在对基板10进行机械研磨的期间,同时供给用于化学研磨的研磨液,并进行化学解析研磨(CMP)工艺。根据不同的情况,也可以构成为在研磨步骤中只进行机械研磨。
优选地,在研磨步骤中,按照基板10的各个区域不同地对研磨液的供给量进行调节,据此可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量进行研磨。
又另一个例子,在研磨步骤中,按照与基板相接触的研磨垫的各个区域对表面温度进行调节,据此可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量进行研磨。
并且,在研磨步骤中,基板10可以相对于与基板10相接触的研磨垫112进行相对振动。换句话说,在对基板10进行研磨的过程中,可以相对于研磨垫112使得载体头114振动,或者相对于载体头114使得研磨垫112振动。
其次,对基板10的厚度信息进行监控。
在监控步骤中,对基板10的厚度信息进行监控。优选地,在监控步骤中,在基板被研磨的过程中实时监控基板的厚度信息。
在此,所谓的基板10的厚度信息指的是,包括基板10的各个区域厚度分布。
其次,以与基板10的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节。
在调节步骤中,基于针对在监控步骤中测量的基板10的厚度分布是否准确地研磨为所目的的目标厚度分布的厚度偏差信息,在基板10的研磨结束之前,对基板的研磨因素进行调节。优选地,在调节步骤中,在基板10被研磨的过程中实时变更研磨因素。
换句话说,在对基板10进行研磨时,由于类似于厚度传感器误差、因温度变化而导致的误差等的研磨环境变数,因而难以准确地将基板10研磨为所目的的目标厚度。例如,就基板10的“A”区域而言,在研磨中厚度应成为(目标厚度信息),但是在实际研磨中,对“A”区域的厚度进行测量时,“A”区域的厚度有可能显示为(研磨后厚度信息)(参照图12)。如上所述的厚度差异(厚度偏差信息)(ΔT)是根据对基板10的“A”区域的研磨前厚度进行测量的传感器误差或因温度变化而导致的研磨量误差等产生的。
于此,本实用新型中,基于基板10的厚度偏差信息(ΔT),在基板10的研磨结束之前对基板的研磨因素进行调节,从而对基板的各个区域每单位时间研磨量进行控制(参照图13)。更加具体地,在进行对基板10’的研磨过程中测量基板10的厚度信息,基于在基板10的厚度信息反映厚度偏差信息(基板的所目的的目标厚度信息和研磨中厚度信息之间的差异)的研磨因素(AP1→AP1’、AP2→AP2’),对基板10进行研磨,据此,如图14所示,可以获得无偏差地将基板10研磨为所意图的准确的厚度的有利效果。
此时,在调节步骤中,就以与基板10的厚度信息相对应的形式对研磨因素进行调节而言,可以通过如下形式进行:基于基板10的厚度信息,按照基板10的各个区域不同地对载体头114加压基板10的加压力进行控制,或者按照基板10的各个区域不同地控制通过调质器116进行的研磨垫112的改质高度,或者按照研磨液被供给的位置不同地对研磨液的供给量及喷射条件进行控制。更加优选地,在调节步骤中同时对如下因素进行调节:与将基板10加压于研磨垫112的载体头114相关的载体头研磨因素(例如,载体头的加压力、加压时间、旋转速度)、与对研磨垫112进行改质的调质器116相关的调质器研磨因素(例如,调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度)、与向基板10供给研磨液的研磨液供给部118相关的研磨液供给部研磨因素(例如,研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度)。如上所述,同时对各个研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:使得基板的研磨条件最佳化,并且更加提高研磨准确度。
如上所述,本实用新型中,基于基板10的厚度偏差信息,对研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:可以准确地将基板10研磨为所意图的厚度,去除基板10的厚度偏差Δt,提高基板10的研磨均匀度。
优选地,在调节步骤中构成为基板10的厚度偏差只要达到事先设定的范围以内,就可以对研磨因素进行调节。
换句话说,基板10的研磨层厚度偏差也沿着基板10的圆周方向产生。此时,为了去除沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差,应在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差达到事先设定的范围以内的状态(沿着圆周方向产生的厚度偏差充分变小的状态)下,对基板10的研磨因素进行调节(参照图26)。
更加具体地,在基板10的初期研磨区间PZ1,以基于基板10的特性数据的研磨因素(例如,根据初期测定值而设定的载体头加压力)对基板10进行研磨。此后,对基板10进行一定以上的研磨,并且沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差达到事先设定的范围以内后,在研磨区间PZ2(沿着圆周方向产生的厚度偏差充分变小的区间)以与在监控部230测量的基板10的厚度信息相对应的形式调节研磨因素。
如上所述,在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差ΔTR1高的初期研磨区间PZ1中不调节研磨因素,而是在沿着基板10的圆周方向产生的厚度偏差ΔTR2变低后,在研磨区间PZ2中对研磨因素进行调节,据此,可以获得实时去除基板的圆周方向厚度偏差的有利效果。
其次,如果基板10达到目标厚度,则对基板10的研磨结束。
作为参考,当输入针对基板10的特性数据时S10,使得设定步骤S20、研磨步骤、监控步骤、调节步骤相联系并进行控制,并且基板10从最初开始研磨至结束为止自动进行。
如上所述,在对基板进行研磨的期间,操作者不介入,而是基于基板的最初特性数据和研磨中基板的厚度信息,自动对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
另外,图27是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置的图,图28至图30是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置的根据研磨环境数据对研磨因素进行调节的过程的图。并且,针对与前述的构成相同及相当于相同的部分,赋予相同或者相当于相同的参照标号,并且省略对此的详细说明。
参照图27,根据本实用新型的另一个实施例的基板处理装置1包括:输入部210,其用于输入针对基板10的特性数据;设定部220,其根据特性数据对基板10的研磨因素进行设定;研磨部110,其基于研磨因素对基板10进行研磨;监控部230’,其监控针对基板10的研磨环境的研磨环境数据;因素调节部240,其以与研磨环境数据相对应的形式对研磨因素进行调节。
向输入部210输入针对基板10的特性数据。在此,所谓的针对基板10的特性数据,定义为针对基板10的种类和特性的基础数据。更加具体地,所谓的针对基板10的特性数据,定义为包括基板10的材料(例如,金属膜、氧化物膜)、基板10的厚度分布(研磨前初期厚度分布)、基板10的目标厚度(目的厚度)中任意一个以上。
基板10的厚度分布可以通过通常的厚度测量部(未示出)来测量。作为厚度测量部可以使用电涡流传感器、光传感器、激光传感器(扫描器)中任意一个,电涡流传感器从基板10的研磨层(参照图10及图11的10a)测量包括厚度信息的电涡流信号,光传感器测量包括厚度信息的光信号。
优选地,厚度测量部构成为对基板10的各个区域厚度分布进行测量。在此,所谓的厚度测量部对基板10的各个区域厚度分布进行测量,定义为在沿着基板10的特定方向分割的多个区域中分别测量厚度。例如,可以构成为对沿着基板10的半径方向分割的基板10的各个区域(例如,分割为环形形态的区域)厚度分布(沿着半径方向的厚度分布)进行测量。作为另一个例子,厚度测量部可以构成为对沿着基板10的圆周方向分割的基板10的各个区域(例如,分割为扇形形态的区域)厚度分布(沿着圆周方向的厚度分布)进行测量。
设定部220根据特性数据对基板的研磨因素进行设定。在此,所谓的基板的研磨因素,定义为将对基板的研磨产生影响的变数全部包括在内。
例如,基板的研磨因素可以包括将基板加压于研磨垫的载体头的加压力、加压时间、旋转速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括对研磨垫进行调质的调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度中任意一个以上。作为另一个例子,基板的研磨因素可以包括向研磨垫供给的研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度中任意一个以上。作为又另一个例子,基板的研磨因素可以包括研磨垫的材料、旋转速度、旋转时间、表面温度中任意一个以上。
优选地,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于存储部,设定部220构成为在存储有相互不同的多个研磨因素的存储部的数据库中呼叫任意一个以上的研磨因素。
假设,基板的研磨因素按照特性数据事先存储于查找表(Lookup Table),并且可以利用事先存储于查找表的信息来快速地获取基板的研磨因素(参照图8、图16、图20)。
具体地,若输入基板的材料、厚度、目标厚度等相关的特性数据,则可以呼叫与适合于特性数据的载体头、调质器、研磨液供给部相关的基板的研磨因素。
并且,未事先存储于查找表的研磨因素可以利用内插法(interpolation)来计算,内插法利用事先存储的邻近的研磨因素中的误差。
研磨部110、120设置于研磨部分100,以便对基板进行化学机械研磨(CMP)工艺。
研磨部分可以设置为能够对基板进行化学机械研磨工艺的多种结构,本实用新型并非受研磨部分的结构及布局(lay out)的限制或限定。
更加具体地,在研磨部分100可以设置有多个研磨平板111、121,在各个研磨平板111、121的上面可以附着有研磨垫112、122,研磨部110、120包括将基板10加压于研磨垫112的载体头114。
研磨平板100以可旋转的形式设置于研磨部分上,并且在研磨平板100的上面配置有用于对基板进行研磨的研磨垫112。
在通过研磨液供给部118向研磨垫112的上面供给研磨液的状态下,载体头114将基板加压于研磨垫112的上面,从而对基板进行化学机械研磨工艺。
研磨垫112可以形成为具有圆盘形态,本实用新型并非受研磨垫112的形状及特性的限制或限定。
载体头114构成为在研磨部分100区域上沿着已设定的循环路径来移动,供给于装载单元的基板10(供给于装载位置的基板)以搭载于载体头114的状态通过载体头114被移送。以下,举例说明如下构成:载体头114构成为从装载单元开始经过研磨平板110大概沿着四边形形态的循环路径来移动。
例如,研磨部分100包括:第一研磨区域101,其配置有第一研磨平板和第二研磨平板;第二研磨区域102,其与第一研磨区域101相面对,并且配置有第一研磨平板和第二研磨平板,装载于装载区域P1的基板10在第一研磨区域101或第二研磨区域102被研磨后,通过载体头114被移送,并卸载于卸载区域P2(参照图5)。
更加具体地,载体头114包括:本体114a,其与驱动轴(未示出)相连接并进行旋转;基底114b,其与本体114a相连接并一起旋转;膜114c,其为弹性柔性材料(例如,聚氨酯),并且固定于基底114b,形成有多个压力室C1~C3;压力控制部(未示出),其向压力室供给空气压力并调节压力(参照图7)。
本体114a的上端结合于附图上未示出的驱动轴并进行旋转驱动。本体114a也可以形成为一个主体,但是也可以形成为两个以上的部件(未示出)相互结合的结构。
基底114b相对于本体114a对齐地配置于同轴上,并且以与本体114a一起旋转的形式连接结合,从而与本体114a一起旋转。
膜114c安装于载体头114本体105的底面,并且构成为将基板加压于研磨垫112。
优选地,载体头114的膜114c相对于中心形成为同心圆,并且通过沿着半径方向划分的第一隔壁114d’划分为压力室C1、C2、C3,压力室C1、C2、C3相对于基板10的半径长度可以施加不同的加压力。与此同时,位于中央部的第一压力室C1的半径外侧的第二压力室C2及第三压力室C3通过沿着圆周方向划分的第二隔壁114d”划分为压力室C21、C22、C23、C24、C25、C26;C31、C32、C33、C34、C35、C36,压力室C21、C22、C23、C24、C25、C26;C31、C32、C33、C34、C35、C36相对于基板10的圆周方向的长度施加不同的加压力(参照图9)。
由此,通过从压力因素调节部240向各个压力室C1、C21~C26、C31~C36供给的空气压力,不仅可以在沿着基板的半径方向上设置压力偏差AP1>AP2>AP3的状态下施加加压力,而且也可以在沿着基板的圆周方向上设置压力偏差的状态下施加加压力(参照图10及图11)。尤其,在化学机械研磨工艺中对基板进行加压的膜底板与基板保持紧贴的状态,在膜底板与基板之间几乎不会产生滑动,因此沿着基板10的圆周方向不同地施加加压力,从而可以去除沿着基板10的圆周方向的研磨层10a厚度偏差。
由此,在获得针对基板10的整个板面的研磨层10a厚度分布的状态下,针对测量后基板研磨层10a的厚度较大的区域,与测量后基板研磨层10a的厚度较小的区域相比,将向载体头114的压力室施加的加压力调节得更大,从而可以将基板研磨层10a厚度准确地调节为整体上所需的分布形状。
换句话说,载体头114的压力室C1~C3不仅沿着半径方向通过第一隔壁114d’被划分,而且也沿着圆周方向通过第二隔壁114d”被划分,因此即使研磨层10a厚度在将要开始蒸镀于基板的时候不均匀,在化学机械研磨工艺结束的时候也可以调节为所需的厚度分布(例如,整体上均匀的厚度分布,或者中央部与边缘相比更厚或更薄的厚度分布)。如上所述,在化学机械研磨工艺中相对于二维板面均匀地调节基板研磨层10a厚度分布,从而可以与所需的研磨层10a厚度分布一致地进行研磨工艺,因此可以获得使得研磨质量提高的有利效果。
此外,研磨部110包括调质器116,调质器116设置于研磨垫112的上部,并且对研磨垫112的表面进行改质。
换句话说,调质器116细微地对研磨垫112的表面进行切削,以便防止许多发泡微孔被堵塞,许多发泡微孔起到将由研磨剂和化学物质混合的研磨液装在研磨垫112的表面的作用,从而填充于研磨垫112的发泡气孔的研磨液可以顺畅地供给至被载体头114夹紧的基板。
调质器116可以形成为能够对研磨垫112的表面进行改质的多种结构,可以根据要求的条件及设计规格对调质器116的种类及结构进行多样的变更。
例如,调质器116包括:调质器臂116a,其以事先规定的角度范围进行回旋运动;反冲盘(disc holder)116b,其以沿着上下方向可移动的形式结合于调质器臂116a;调质盘116c,其配置于反冲盘116b的底面,调质器116构成为沿着回旋路径相对于研磨垫112进行回旋移动(参照图15)。
反冲盘116b可以构成为通过可旋转地安装于调质器臂116a上的旋转轴(未示出)进行旋转,可以根据要求的条件及设计规格对旋转轴的结构进行多种的变更。
反冲盘116b设置为相对于旋转轴沿着上下方向可移动,与旋转轴一起旋转的同时,相对于旋转轴沿着上下方向可移动,用于对研磨垫112进行改质的调质盘116c结合于反冲盘116b的下部。
优选地,调质器116构成为可以按照基板10的各个区域不同地对与基板10相接触的研磨垫112的高度进行改质。
更加具体地,调质器116构成为,与基板10的区域中第一区域相接触的研磨垫112的第一接触区域调质为第一高度,与基板10的区域中第二区域相接触的研磨垫112的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。
换句话说,就与基板10相接触的研磨垫112的第一接触区域和研磨垫112的第二接触区域而言,不同地对调质器116的加压力进行控制,例如,在研磨垫112的第一接触区域Z2使得调质器116的加压力增大,在研磨垫112的第二接触区域Z1使得调质器116的加压力变小,据此,可以将研磨垫112的第一接触区域Z2和研磨垫112的第二接触区域Z1调质为不同的高度(参照图17)。
如上所述,按照研磨垫112的各个区域对调质器116的加压力进行控制,据此,也可以减小研磨垫112的表面高度偏差(平坦化),但是也可以通过有意形成研磨垫112的表面高度偏差来按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。换句话说,在与研磨垫112的表面高度高的部位Z1相接触的基板的区域中每单位时间研磨量可以变高,相反,在与研磨垫112的表面高度低的部位Z2相接触的基板的区域中每单位时间研磨量可以变小。
另外,载体头114包括卡圈114e,卡圈114e以包围基板10周围的形式配置,并且约束基板10的脱离,研磨部110可以选择性地对卡圈114e的加压力进行不同的调节(参照图18)。
如上所述,通过控制卡圈114e的加压力来有意形成研磨垫112的表面高度偏差,从而也可以使得基板10的边缘区域中的每单位时间研磨量增加。换句话说,随着卡圈114e的加压力增加,与卡圈114e相邻的研磨垫112的表面部位(与基板的边缘区域相接触的部位)112a的高度可以变高,并且在与凸出的表面部位112a相接触的基板10的边缘区域中每单位时间研磨量可以变高。
此外,研磨部110包括研磨液供给部118,研磨液供给部118在进行对基板10的机械研磨期间,供给用于化学研磨的研磨液。
研磨液供给部118从研磨液存储部获得研磨液S的供给,从而供给至研磨垫112。优选地,研磨液供给部118构成为在研磨垫112的多个位置上供给研磨液。
更加具体地,研磨液供给部118包括:臂118a,其沿着朝向研磨垫112的中心的方向延伸;滑动器118b,其沿着臂118a进行往复移动,在滑动器118b形成有用于供给研磨液S的研磨液供给口118c。如上所述,滑动器118b沿着臂118a进行移动,从而可以将供给液S供给至沿着研磨垫112的半径方向的多个位置P1~P7(参照图19及图21)。根据不同的情况,沿着研磨垫的圆周方向形成臂,滑动器顺着臂沿着研磨垫的圆周方向移动,据此也可以在沿着研磨垫的圆周方向的多个位置供给研磨液。
优选地,研磨液供给部118构成为可以按照基板10的各个区域不同地对研磨液的供给量进行调节。
如上所述,根据基板10的厚度分布按照研磨液S被供给的各个位置使得研磨液的供给量不同,据此也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。例如,在基板10的旋转中心部位想要增加化学研磨量时,使得P4位置上的研磨液供给量更加增加,从而可以使得基板10的旋转中心部位的化学研磨量增加(参照图21)。此时,因为基板10在化学机械研磨工艺中进行自转,所以不仅在基板10的旋转中心部位,而且在从基板10的旋转中心隔开的部位也沾有从P4位置供给的研磨液,从而贡献于化学研磨量,但是渗透至研磨垫112的发泡微孔的研磨液仍然向经过基板10的旋转中心的路径移动,因此在P4位置增加的研磨液的供给量对基板的旋转中心部位的化学研磨量产生最大影响。
不同地,根据基板10的厚度分布使得滑动器118b的移动速度不同,据此,也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。例如,在越向基板10的旋转中心部位靠近越想增加化学研磨量时,从基板10的边缘越向旋转中心部位靠近越降低滑动器118b的移动速度,从而使得研磨液供给量更加增加,因此越向基板10的旋转中心部位靠近越使得化学研磨量增加(参照图21)。
此外,研磨液供给部118按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的喷射条件进行调节,据此可以按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的供给量(每单位面积研磨液供给量)进行调节,并且也可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨(参照图22)。
研磨液供给部118可以设置为按照研磨垫112的各个区域以相互不同的喷射面积条件来供给研磨液的多种结构。例如,研磨液供给部118可以包括第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2,第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2可以构成为以相互不同的大幅喷射面积来供给研磨液。以下,举例说明第二研磨液喷射部Z2以与第一研磨液喷射部Z1、Z3相比相对较宽的喷射面积来供给研磨液的构成。根据不同的情况,也可以构成为第一研磨液供给部以与第二研磨液供给部相比较宽的喷射面积来供给研磨液。
可以根据要求的条件及设计规格以多种方式对通过第一研磨液喷射部Z1、Z3和第二研磨液喷射部Z2的喷射条件(喷射面积)进行调节。例如,第一研磨液喷射部Z1、Z3可以构成为包括多个第一喷嘴118c’,多个第一喷嘴118c’配置为以间隔规定间距L2、L2’的形式相隔开,第二研磨液喷射部Z2可以包括多个第二喷嘴118c”,多个第二喷嘴118c”配置为以与第一喷嘴118c’之间的间隔间距L2、L2’相比相对较窄的间隔间距L1相隔开。作为参考,第二喷嘴118c”以与第一喷嘴118c’相比较窄的间隔间距(L1<L2、L2’)配置,因此在具有相同长度的区间,第二喷嘴118c”的个数比第一喷嘴118c’的个数多。
作为另一个例子,研磨液供给部118按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的喷射高度Hn进行调节,据此,可以按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨液的供给量(每单位面积研磨液供给量)进行调节,也可以按照基板10的各个区域以相互不同的每单位时间研磨量对基板10进行研磨。
此外,研磨部110可以包括温度调节部200,温度调节部200对研磨垫112的表面温度进行调节。
因为利用研磨液进行的化学研磨工艺受到温度的很大影响,所以如果产生研磨垫112的表面温度偏差,则存在的问题在于,因化学研磨量的偏差而使得基板的研磨面变得不均匀。但是,在本实用新型中,可以利用温度调节部200来整体均匀地对研磨垫112的表面温度分布进行调节,因此可以获得如下有利效果:防止因研磨垫112的表面温度偏差而导致的化学研磨量的偏差,并且使得基板10的研磨质量提高。
此外,利用温度调节部200来对研磨垫112的表面温度分布进行调节,据此,也可以按照基板10的各个区域不同地对每单位时间研磨量进行控制。
温度调节部200可以形成为能够对研磨垫112的表面温度进行调节的多种结构。优选地,温度调节部200按照研磨垫112的各个区域不同地对研磨垫112的表面温度进行调节。
例如,温度调节部200可以在与研磨垫112接触或不接触的状态下对研磨垫112的温度进行调节。此时,温度调节部200可以安装于载体头114或者安装于调质器116。根据不同的情况,温度调节部200也可以设置为与载体头114或调质器116相分离。不同地,温度调节部200也可以构成为构成载体头114或调质器116的部件中一个。例如,温度调节部200可以是载体头114的卡圈(参照图18的114e),对研磨垫112的表面温度进行调节的同时可以一起执行约束基板的脱离的作用。
作为另一个例子,温度调节部200也可以通过控制与研磨垫112相接触的被接触体的摩擦力来对研磨垫112的温度进行调节。换句话说,温度调节部200也可以通过控制在被接触体(例如,载体头或者调质器)以旋转的形式接触于研磨垫112时因摩擦而产生的热来对研磨垫112的温度进行调节。
作为又另一个例子,温度调节部200也可以通过向研磨垫112供给(例如,喷射)流体来对研磨垫112的温度进行调节。此时,流体可以包括气体和液体中任意一个以上。
更加具体地,温度调节部200包括:区间分割部件210,其设置为覆盖研磨垫112的上面一部分;隔壁部件220,其分割为多个温度调节区间C1~C6,多个温度调节区间C1~C6是以与多个表面区间相对应的形式对区间分割部件210的内部空间进行分割而形成的(参照图23)。
区间分割部件210设置有以与研磨垫112的多个表面区间Z1~Z6相对应的形式分割的多个温度调节区间。在此,所谓的多个温度调节区间,可以理解为以与多个表面区间相对应的形式独立分割的(划分的)空间,在特定温度调节区间可以只调节相对应的特定表面区间的温度。假设,当研磨垫112的表面分割为6个表面区间Z1~Z6时,区间分割部件210可以设置有与6个表面区间Z1~Z6相对应的6个温度调节区间C1~C6,例如,在C3温度调节区间可以对Z3表面区间的表面温度进行控制,在C4温度调节区间可以对Z4表面区间的表面温度进行控制。
作为参考,温度调节部200设置有以与多个表面区间相对应的形式分割的多个温度调节区间C1~C6,温度调节部200可以部分地设置于研磨垫112的上面一部分区域。例如,温度调节部200大概可以设置为扇形(sector)形状,各个温度调节区间C1~C6可以设置为具有相互不同的半径的弧(arc)形态。就如上所述的结构而言,在研磨垫112的上面进行利用载体头114的化学机械研磨工艺,以及利用调质器116的研磨垫112的改质工艺的同时,可以同时执行通过温度调节部200的表面温度调节工艺。
在多个温度调节区间C1~C6可以分别设置有热传递部件(未示出),热传递部件直接接触于研磨垫112的表面,或者可以与存在于研磨垫112的表面的流体(例如,研磨液或者清洗液)相接触并实现热传递。
作为热传递部件可以设置为与研磨垫112可进行热传递的多种结构。热传递部件可以设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或者冷却。假设,当特定表面区间的温度高时,热传递部件被冷却,从而可以降低特定表面区间的温度。相反,当其他特定表面区间的温度低时,热传递部件被加热,从而也可以提高其他特定表面区间的温度。例如,作为热传递部件,可以使用通常的热电元件(thermoelectric element),热电元件利用由珀尔帖效应产生的吸热或发热。根据不同的情况,也可以通过向多个温度调节区间供给热传递流体(例如,DIW或者N2)来调节研磨垫的表面温度。
此外,研磨部110可以包括振动部115,振动部115在进行对基板10的研磨过程中,相对于研磨垫112使得载体头相对振动(参照图24及图25)。
例如,振动部115构成为在进行基板10的研磨过程中相对于研磨垫112使得载体头114振动(参照图24)。
作为另一个例子,振动部115构成为在进行基板的研磨过程中相对于载体头114使得研磨垫112振动(参照图25)。
如上所述,振动部115相对于研磨垫112使得载体头114相对振动,据此,基板10可以相对于研磨垫112沿着连续的曲线形态的路径移动并被研磨,因此可以获得如下有利效果:可以防止在基板10的表面形成织构(texture),并且防止因划痕(织构)而导致的研磨质量的下降。
监控部230’设置为在基板10被研磨的过程中监控针对基板10的研磨环境的研磨环境数据。
在此,所谓的研磨环境数据,定义为将对基板10的研磨(研磨量或者研磨程度)产生影响(或者具有相关关系)的与环境(状态或者条件)相关的信息全部包括在内。
如上所述,不直接测量基板10的厚度,而监控针对基板10的研磨环境的研磨环境数据,据此,可以间接监控基板的研磨量(研磨程度),并且可以基于研磨环境数据对基板的研磨条件(研磨因素)进行调节。
例如,参照图28,研磨环境数据包括研磨垫厚度信息。因为研磨垫厚度信息与基板10的研磨程度具有相关关系,所以如果知道研磨垫112的厚度(研磨垫厚度信息),则可以间接知道基板10的研磨状态。
作为另一个例子,参照图29,研磨环境数据包括在载体头114测量的载体头压力信息。
因为载体头压力信息与研磨垫112的厚度具有相关关系,所以如果知道载体头压力信息,则可以间接知道研磨垫112的厚度,据此也可以间接知道基板10的研磨状态。假设,在向载体头114施加一定的压力的条件下,如果研磨垫112的厚度变薄,则以研磨垫112的厚度变薄的程度膜114c向下移动(压力室的体积发生变化),因此,就载体头的测量压力(载体头压力信息)而言,测量出与实际向载体头施加的施加压力不同。由此,可以利用载体头的压力信息来知道研磨垫112的厚度和基板10的研磨状态。
作为又另一个例子,参照图30,研磨环境信息包括在载体头114的卡圈114e测量的卡圈压力信息。
因为卡圈压力信息与研磨垫112的厚度具有相关关系,所以如果知道卡圈压力信息,则可以间接知道研磨垫112的厚度,据此,也可以间接知道基板10的研磨状态。假设,在向卡圈114e施加一定压力的条件下,如果研磨垫112的厚度变薄,则以研磨垫112的厚度变薄的程度卡圈114e向下移动(压力室的体积发生变化),因此就卡圈114e的测量压力(卡圈压力信息)而言,测量出与实际向卡圈114e施加的施加压力不同。由此,可以利用卡圈的压力信息来知道研磨垫112的厚度和基板10的研磨状态。
作为又另一个例子,研磨环境数据包括在调质器116测量的调质器压力信息。
与载体头压力(或者卡圈压力信息)一样,因为调质器压力信息与研磨垫112的厚度具有相关关系,所以如果知道调质器压力信息,则可以间接知道研磨垫112的厚度,据此,也可以间接知道基板10的研磨状态。假设,在向调质器116施加一定压力的条件下,如果研磨垫112的厚度变薄,则以研磨垫112的厚度变薄的程度调质器116向下移动(压力室的体积发生变化),因此就在调质器116测量的调质器116的测量压力(调质器压力信息)而言,测量出与实际向调质器116施加的施加压力不同。由此,可以利用调质器116的压力信息来知道研磨垫112的厚度和基板10的研磨状态。
更加优选地,监控部230’对研磨垫的厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息均进行监控。如上所述,同时对基板10的研磨环境数据进行监控并整合,据此可以获得更加提高研磨垫112的厚度和基板10的研磨状态测量准确度的有利效果。
此外,本实用新型中,由监控部230’监控的研磨环境数据也可以包括基板10的周围温度(例如,配置有研磨平板的研磨室内部的温度或基板周围设备的温度)、湿度(例如,研磨室内部的湿度)、气流(例如,气流中是否包含有毒浮悬颗粒(Fume))中任意一个以上。由此,也可以以监控部230’监控的基板周围的温度、湿度、气流变化为基础,在研磨中对基板的研磨因素进行调节。
因素调节部240设置为以与在监控部230’测量的基板10的研磨环境数据(例如,研磨垫厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息)相对应的形式调节研磨因素。
更加具体地,因素调节部240基于在监控部230’测量的基板的研磨环境数据,在基板10的研磨结束之前,可以对基板10的研磨条件(研磨因素)进行控制。优选地,因素调节部240在基板10被研磨的过程中基于研磨环境数据实时调节研磨因素。
更加优选地,在存储部的数据库按照研磨环境数据事先存储有研磨因素,调节部构成为在存储有相互不同的研磨因素的存储部的数据库中呼叫任意一个以上的研磨因素。例如,存储部的数据库存储有按照研磨垫112的厚度最佳化的载体头114的研磨因素、调质器116的研磨因素、研磨液供给部118的研磨因素等,因素调节部240构成为在存储部的数据库呼叫最佳的研磨因素。
换句话说,在对基板10进行研磨时,如果类似于研磨垫厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息等的研磨环境数据与事先输入的信息不同,则基板10难以准确地研磨为所目的的目标厚度。例如,在研磨垫的厚度为“A厚度”的条件下,研磨因素应设定为针对“A厚度”最佳化的“A研磨”条件,但是在实际研磨中,对研磨垫的厚度进行测量时,研磨垫的厚度有可能测量为“B厚度”。如上所述,尽管研磨垫的厚度为“B厚度”,也不会将研磨因素调节为针对“B厚度”最佳化的“B研磨”条件,而是在研磨因素设定为“A研磨”条件的状态下对基板进行研磨,则存在的问题在于,难以将基板10无偏差地研磨为所意图的准确的厚度。
于此,本实用新型中,基于实际研磨环境数据(研磨垫厚度信息、载体头压力信息、卡圈压力信息、调质器压力信息),在基板10的研磨结束之前,以对实际研磨环境数据来说最佳化的形式对基板的研磨因素进行调节。
更加具体地,在对基板10进行研磨的过程中,对基板10的研磨环境数据进行测量,基于对研磨环境数据的变化(例如,研磨垫A厚度→研磨垫B厚度)来说最佳化的研磨因素(A研磨条件研磨因素→B研磨条件研磨因素),对基板10进行研磨,据此可以获得将基板10无偏差地研磨为所意图的准确的厚度的有利效果。
在此,所谓的因素调节部240以与基板10的研磨环境数据相对应的形式对研磨因素进行调节,定义为基于基板10的研磨环境数据,对载体头114、调质器116、研磨液供给部118、温度调节部200中至少一个以上的操作变数进行调节。
更加优选地,因素调节部240同时对如下因素进行调节:与将基板10加压于研磨垫112的载体头114相关的载体头研磨因素(例如,载体头的加压力、加压时间、旋转速度)、与对研磨垫112进行改质的调质器116相关的调质器研磨因素(例如,调质器的加压力、加压时间、旋转速度、回旋移动速度)、与向基板10供给研磨液的研磨液供给部118相关的研磨液供给部研磨因素(例如,研磨液的种类、供给量、供给时间、供给速度、供给温度)。如上所述,同时对各个研磨因素进行调节,据此可以获得如下有利效果:使得基板的研磨条件迅速最佳化,并且更加提高研磨准确度。
如上所述,本实用新型中,基于基板10的研磨环境数据,对基板的研磨因素进行最佳调节,据此可以获得如下有利效果:可以准确地将基板10研磨为所意图的厚度,去除基板10的厚度偏差Δt,提高基板10的研磨均匀度。
另外,如果向输入部210输入特性数据,则控制部250使得设定部220、研磨部110、监控部230’、因素调节部240相联系,从而自动进行对基板10的研磨,如果基板10达到目标厚度,则对基板10的研磨结束。
如上所述,在对基板10进行研磨的期间,操作者不介入,而是基于基板的最初特性数据和研磨中基板的研磨环境数据,自动(主动)对基板的研磨因素进行控制,据此可以获得如下有利效果:可以使得研磨效率提高,无偏差地将基板研磨为所意图的准确的厚度,使得研磨质量提高。
如上所述,参照本实用新型的优选实施例进行了说明,但是可以理解为,如果是所属技术领域的熟练的技术人员,则可以在不脱离以下权利要求书中记载的本实用新型的思想及领域的范围内,对本实用新型进行多种修改及变更。
标号说明
10:基板 100:研磨部分
110:研磨部 112:研磨垫
114:载体头 116:调质器
118:研磨液供给部 200:温度调节部
210:输入部 220:设定部
230、230’:监控部 240:调节部
250:控制部
Claims (18)
1.一种基板处理装置,其特征在于,包括:
输入部,其用于输入特性数据,特性数据包括基板的材料、所述基板的厚度分布、所述基板的目标厚度中任意一个以上;
研磨部,其包括研磨垫和载体头,研磨垫与所述基板相接触,载体头将所述基板加压于所述研磨垫,根据由所述特性数据决定的所述基板的研磨因素,所述载体头对所述基板进行加压的同时进行研磨;
监控部,其对所述基板的厚度信息进行监控;
因素调节部,其以与所述基板的厚度信息相对应的形式使得所述研磨因素发生变更;
所述研磨部还包括:
调质器,其设置为相对于所述研磨垫可进行回旋移动,并对所述研磨垫的表面进行改质;
所述调质器将与所述基板的区域中第一区域相接触的所述研磨垫的第一接触区域调质为第一高度,将与所述基板的区域中第二区域相接触的所述研磨垫的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述载体头包括:
多个压力室,其按照所述基板的各个区域独立施加加压力。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部还包括:
研磨液供给部,其在对基板进行机械研磨的期间,供给用于化学研磨的研磨液。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置,其特征在于,
所述研磨液供给部设置为沿着所述研磨垫的半径方向可移动,并喷射所述研磨液。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述载体头包括:
卡圈,其配置为包围所述基板的周围并约束所述基板的脱离。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
温度调节部,其对所述研磨垫的表面温度进行调节。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置,其特征在于,
所述温度调节部在与所述研磨垫接触或者不接触的状态下对所述研磨垫的温度进行调节。
8.根据权利要求6所述的基板处理装置,其特征在于,
所述温度调节部向所述研磨垫供给流体。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
振动部,其在对所述基板进行研磨的过程中相对于所述研磨垫使得所述载体头振动,或者相对于所述载体头使得所述研磨垫振动。
10.一种基板处理装置,其特征在于,包括:
输入部,其用于输入特性数据,特性数据包括基板的材料、所述基板的厚度分布、所述基板的目标厚度中任意一个以上;
研磨部,其包括研磨垫和载体头,研磨垫与所述基板相接触,载体头将所述基板加压于所述研磨垫,根据由所述特性数据决定的所述基板的研磨因素对所述基板进行研磨;
监控部,其监控与所述基板的研磨环境相关的研磨环境数据;
因素调节部,其根据所述研磨环境数据对所述研磨因素进行调节。
11.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述载体头包括:
多个压力室,其按照所述基板的各个区域独立施加加压力。
12.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述载体头包括:
卡圈,其配置为包围所述基板的周围并约束所述基板的脱离。
13.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
调质器,其设置为相对于所述研磨垫可进行回旋移动,并对所述研磨垫的表面进行改质。
14.根据权利要求13所述的基板处理装置,其特征在于,
所述调质器将与所述基板的区域中第一区域相接触的所述研磨垫的第一接触区域调质为第一高度将与所述基板的区域中第二区域相接触的所述研磨垫的第二接触区域调质为与第一高度不同的第二高度,第二区域的厚度与第一区域的厚度不同。
15.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
研磨液供给部,其在对基板进行机械研磨的期间,供给用于化学研磨的研磨液。
16.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
温度调节部,其对所述研磨垫的表面温度进行调节。
17.根据权利要求10所述的基板处理装置,其特征在于,所述研磨部包括:
振动部,其在对所述基板进行研磨的过程中相对于所述研磨垫使得所述载体头振动。
18.根据权利要求10至17中任意一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述监控部在所述基板被研磨的过程中实时监控所述基板的所述厚度信息。
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