CN219599095U - 一种化学机械研磨设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种化学机械研磨设备，化学机械研磨设备包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块，研磨头用于将待研磨物保持在研磨头和研磨盘之间，研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，研磨液输运管路用于将研磨液输运至研磨盘，以对待研磨物研磨；研磨臂包括至少一个第一加热模块和第一温度传感器，每个第一加热模块用于对每个研磨液输运管路中的研磨液加热，每个第一温度传感器用于测量每个研磨液输运管路中的研磨液的温度；控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将研磨液的温度维持在设定的温度值。通过对研磨液进行升温，提高研磨速度，实现对加工过程中化学作用进行控制，降低对待研磨物的划伤缺陷，还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节。

Description

一种化学机械研磨设备

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

化学机械研磨(chemical mechanical polish，CMP)工艺，是目前集成电路制造工艺中重要工艺之一，CMP是一种化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术。但是，目前化学机械研磨设备能够实现控制的参数，往往只针对机械作用进行控制，如压力，转速等，而对于化学作用的控制很少，化学机械研磨设备的可调节性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种化学机械研磨设备，对研磨过程进行温控，以提高研磨速度，实现对加工过程中的化学作用进行控制，获得低压高研磨速度工艺能力，降低对待研磨物的划伤缺陷。还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节，满足研磨需求。其具体方案如下：

本申请提供了一种化学机械研磨设备，包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块；

所述研磨头用于将待研磨物保持在所述研磨头和所述研磨盘之间，所述研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，所述研磨液输运管路用于将研磨液输运至所述研磨盘，以对所述待研磨物研磨；

所述研磨臂包括至少一个第一加热模块和至少一个第一温度传感器，每个所述第一加热模块用于对每个所述研磨液输运管路中的研磨液加热，每个所述第一温度传感器用于测量每个所述研磨液输运管路中的研磨液的温度；

所述第一加热模块和所述第一温度传感器分别与所述控制模块连接，所述控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将所述研磨液的温度维持在设定的温度值。

本申请实施例提供了一种化学机械研磨设备，化学机械研磨设备包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块，研磨头用于将待研磨物保持在研磨头和研磨盘之间，研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，研磨液输运管路用于将研磨液输运至研磨盘，以对待研磨物研磨；研磨臂包括至少一个第一加热模块和至少一个第一温度传感器，每个第一加热模块用于对每个研磨液输运管路中的研磨液加热，每个第一温度传感器用于测量每个研磨液输运管路中的研磨液的温度；第一加热模块和第一温度传感器分别与控制模块连接，控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将研磨液的温度维持在设定的温度值。

在本申请实施例中，通过在研磨臂中设置第一加热模块和第一温度传感器，能够实时监测研磨液输运管路中研磨液的温度，对研磨液进行升温，从而实现对研磨过程中的温度进行调控，以提高研磨速度，实现对加工过程中的化学作用进行控制，获得低压高研磨速度工艺能力，降低对待研磨物的划伤缺陷。当温度提升，相同研磨压力能够获得更快的研磨速度，也可以利用更低的研磨压力获得相同的研磨速度，从而降低划伤造成的可能。此外还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节，满足研磨需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1-3示出了本申请实施例提供的一种待研磨物的结构示意图；

图4示出了铜研磨过程中研磨速度和研磨温度的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种化学机械研磨设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种压力和研磨速率之间的关系图；

图7为本申请实施例提供的一种不同材料研磨速度和时间之间的关系图；

图8为本申请实施例提供的一种研磨臂的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的又一种研磨臂的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种研磨盘的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的又一种研磨盘的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种研磨盘的俯视图；

图13为沿着图12中A-A方向的截面图；

图14为本申请实施例提供的又一种研磨盘的俯视图；

图15为本申请实施例提供的一种待研磨晶圆的俯视图；

图16-19为本申请实施例提供的又一种研磨盘的俯视图；

图20为本申请实施例提供的又一种化学机械研磨设备的结构示意图；

图21为本申请实施例提供的一种有无加热装置时研磨速度和研磨温度的变化曲线图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

目前，化学机械研磨设备包括研磨盘(platen)、位于研磨盘上方的研磨头(head)和研磨臂(slurry arm)，待研磨物置于研磨盘和研磨头之间，研磨臂向研磨盘表面输运研磨液，以使在研磨盘和研磨臂发生相对运动时，利用研磨液对待研磨物进行研磨。

对于金属材料的CMP工艺中，比如对铜进行CMP时，工艺一般分为两步，一步是利用铜研磨液去移除铜并停留在阻挡层中，第二步是通过阻挡层研磨液去除阻挡层，并移除一部分氧化硅和金属连线获得目标厚度的铜连线。参考图1-3所示，为本申请实施例提供的一种待研磨物的结构示意图，包括基底101、材料层102、阻挡层103和铜层104，在第一步工艺时可以研磨去除铜层104，使铜层104与阻挡层103平齐，在第二步工艺时，可以研磨去除阻挡层103，使铜层104的表面与材料层102平齐。

在铜研磨过程，工艺往往追求较高的研磨速度，常规的提速方式，通常是增加研磨头的压力，提高研磨盘的转速。但是压力越大，晶圆划伤越严重，同时，研磨盘转速提升到一定程度，会让研磨盘上的研磨液无法停留，这两种方式的调节程度有限。

此外，对于铜研磨过程中，其初始研磨速度和研磨过程中的温度较低，参考图4所示，为铜研磨过程中研磨速度和研磨温度的示意图，横坐标为时间(Time)，左侧纵坐标为研磨温度(Temp)，右侧纵坐标为研磨速度(RR)由于初期(0-15s)温度低，化学反应速度低，从而初期的材料移除速度低，前15s左右基本没有起到材料移除的作用。在反应后期15-60s，通过摩擦过程中产生的热量，使化学反应速度达到一定程度，进而获得快速的移除速度。然而，其中升温的过程浪费工艺时间和研磨液。

对于第二步工艺，由于需要移除不同材料包括铜，氧化硅，阻挡层等。由于实际产品会有多层铜互连线，这些不同层数的金属连线对研磨液的选择比需求不同，选择比是指铜和氧化硅之间的研磨速度比例。但是机台的常规调节范围有限，往往只有10％-20％的调节空间。有时需要不同配比的研磨液来实现，这样会增加研磨液的供应装置，提高成本。

基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种化学机械研磨设备，化学机械研磨设备包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块，研磨头用于将待研磨物保持在研磨头和研磨盘之间，研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，研磨液输运管路用于将研磨液输运至研磨盘，以对待研磨物研磨；研磨臂包括至少一个第一加热模块和至少一个第一温度传感器，每个第一加热模块用于对每个研磨液输运管路中的研磨液加热，每个第一温度传感器用于测量每个研磨液输运管路中的研磨液的温度；第一加热模块和第一温度传感器分别与控制模块连接，控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将研磨液的温度维持在设定的温度值。

在本申请实施例中，通过在研磨臂中设置第一加热模块和第一温度传感器，能够实时监测研磨液输运管路中研磨液的温度，对研磨液进行升温，从而实现对研磨过程中的温度进行调控，以提高研磨速度，实现对加工过程中的化学作用进行控制，获得低压高研磨速度工艺能力，降低对待研磨物的划伤缺陷。当温度提升，相同研磨压力能够获得更快的研磨速度，也可以利用更低的研磨压力获得相同的研磨速度，从而降低划伤造成的可能。此外还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节，满足研磨需求。

为了便于理解，下面结合附图对本申请实施例提供的一种化学机械研磨设备进行详细的说明。

参考图5所示，为本申请实施例提供的一种化学机械研磨设备的结构示意图，该设备包括研磨头201、研磨盘202、研磨臂203和控制模块204。

在本申请实施例中，待研磨物205可以为晶圆，也可以为其它半导体结构，研磨头201位于研磨盘202的上方，用于将待研磨物205保持在研磨头201和研磨盘202之间，研磨盘202上可以放置研磨垫，以使待研磨物205在研磨垫上进行研磨，研磨垫可以定期更换。

研磨臂203可以包括至少一个研磨液输运管路2031，研磨液输运管路2031用于将研磨液输运至研磨盘202，以对待研磨物205研磨，在研磨过程中，待研磨物205和研磨盘202之间产生相对运动，且研磨液与待研磨物205会发生化学反应，产生较容易去除的反应物。

研磨臂203还可以包括至少一个第一加热模块2032和至少一个第一温度传感器2033，每个第一加热模块2032用于对每个研磨液输运管路2031中的研磨液加热，每个第一温度传感器2033用于测量每个研磨液输运管路2031中的研磨液的温度，其中，第一加热模块2032和第一温度传感器2033可以分别为红外加热器和红外热传感器。

具体地，在研磨液输运管路2031仅有一路时，设置一个第一加热模块2032和一个第一温度传感器2033，以对该路研磨液输运管路2031中的研磨液进行加热。在研磨液输运管路2031具有N路时，可以设置N个第一加热模块2032和N个第一温度传感器2033，实现对每路研磨液输运管路2031中的研磨液进行加热，设置多个第一加热模块2032和多个第一温度传感器2033能够提高化学机械研磨过程中的可调节性，应用性更广。

具体地，在研磨臂203中添加第一加热模块2032能够对研磨液进行加热，提高研磨液的温度，当研磨温度提升，相同研磨压力能获得更快的研磨速度，也可以用更低的研磨压力获得相同的研磨速度，实现低压高研磨速度，降低待研磨物205的划伤缺陷。

参考图6所示，为本申请实施例提供的一种压力和研磨速率之间的关系图，横坐标为研磨头施加的压力(Pressure)，纵坐标表示研磨速度RR，两条曲线分别表示为有加热装置RR与压力关系曲线和无加热装置RR与压力关系曲线，可以发现，在同等研磨压力条件下，有加热装置时能够获得更高的研磨速度，在相同研磨速度条件下，有加热装置时需要的压力更小。

具体地，由于不同材料对温度的敏感度不同，比如，氧化硅等介质材料对温度不敏感，而铜等金属材料在研磨过程对温度敏感，通过对研磨液输运管路进行加热，能够提升CMP研磨工艺的选择比调节。

参考图7所示，为本申请实施例提供的一种不同材料研磨速度和时间之间的关系图，横坐标表示时间，纵坐标表示研磨速度，从上至下依次表示加热装置Cu研磨速度曲线、有加热装置Ox研磨速度、无加热装置Ox研磨速度以及无加热装置Cu研磨速度曲线，可以发现，Ox对于温度变化不敏感，有加热装置和无加热装置条件下，Ox的研磨速度变化不大，Cu对于温度变化较敏感，有加热装置条件下，研磨速度明显提高，因此，可以通过在研磨臂内部添加加热装置(第一加热模块2032和第一温度传感器2033)，从而调节研磨选择比，即改变Cu和Ox之间的研磨速度比例，满足实际需求。

其中，研磨液输运管路可以包括出液口和进液口，研磨液通过进液口进入研磨液输运管路2031，通过出液口向研磨盘202提供研磨液，第一温度传感器2033可以靠近出液口，也就是说，第一温度传感器2033与出液口之间的距离，小于第一温度传感器2033与进液口之间的距离，能够更加准确的检测输运到研磨盘202上的研磨液的温度，避免由于第一温度传感器2033远离出液口导致温度测量不准确。

在本申请实施例中，第一加热模块2032和第一温度传感器2033分别与控制模块204连接，控制模块204可以接收第一温度传感器2033的温度数据，控制模块204可以根据第一温度传感器2033的温度数据调控第一加热模块的加热功率，从而将研磨液的温度维持在设定的温度值，提高了研磨液的温度。

在一种可能的实现方式中，研磨臂203可以包括多个研磨液输运管路2031，多个研磨液输运管路2031的出液口与研磨盘202中心之间的距离不同，也就是说，将出液口设置在研磨盘202的不同半径处，每个研磨液输运管路2031中的研磨液的温度不同，每路研磨液输运管路2031控制不同的研磨液温度，能够对不同半径处的研磨盘202输出不同温度的研磨液，从而实现研磨盘不同半径的研磨液温度区域不同，实现对不同半径研磨速度(profile)的调节，获得更好的平整度。

参考图8所示，为本申请实施例提供的一种研磨臂的结构示意图，研磨臂203内部设置三路研磨液输运管路2033。以及对应的三个第一加热模块2032和三个第一温度传感器2033，其出液口位于不同位置，箭头表示研磨液的流向。

在另一种可能的实现方式中，研磨臂203可以包括多个研磨液输运管路2031，多个研磨液输运管路2031的出液口与研磨盘202中心之间的距离相同，也就是说，在研磨盘202的同一半径处，设置多个出液口，每个研磨液输运管路2031中的研磨液的温度不同，从而通过研磨液输运管路的交叉开关，实现研磨盘上研磨液的温度快速切换，实现在同一个研磨过程中不同温度控制的功能。

参考图9所示，为本申请实施例提供的又一种研磨臂的结构示意图，研磨臂203内部设置两路研磨液输运管路2033，其出液口位于相同半径位置。

具体地，在Cu的CMP工艺过程中，开始阶段需要较高的研磨速度，可以向研磨盘202上输出温度较高的研磨液，具有较快的化学腐蚀速度。但是，当研磨到界面时，为了避免过度研磨，需要有较小的化学腐蚀速度，此时可以向研磨盘202上输出温度较低的研磨液，在同一半径处设置多个不同温度的出液口，能够快速切换不同温度的研磨液，无需等待研磨液升温，提高研磨效率。

在本申请实施例中，研磨盘202可以包括至少一个第二加热模块和至少一个第二温度传感器2021，第二加热模块和第二温度传感器2021分别与控制模块204相连，第二温度传感器2021用于测量研磨盘202的温度，第二加热模块用于在控制模块的控制下对研磨盘进行加热。参考图10所示，为本申请实施例提供的一种研磨盘的结构示意图，研磨盘202包括第二加热模块和第二温度传感器2021。

在一种可能的实现方式中，第二加热模块包括第一输水管路2022、第二输水管路2023、加热管路2024、第一流量控制器2025和第二流量控制器2026，第一输水管路2022的工作温度记为第一温度，第一输水管路2022可以输运温度较高的热水，第二输水管路2023的工作温度记为第二温度，第二输水管路2023可以输运温度较低的冷水，通过两路不同温度输水管路的流量比例控制，能够实现对加热管路温度的控制，从而通过加热管路实现对研磨盘的加热。

具体地，第一流量控制器2025用于控制第一输水管路2022向加热管路2024输水的流量，第二流量控制器2026用于控制第二输水管路2023向加热管路2024输水的流量，加热管路2024用于对研磨盘202加热，通过流量控制器控制冷水和热水的流量，改变冷热水的比例进而改变加热管路2024的温度，对研磨盘202实现不同的加热温度。

通过加热管路2024对研磨盘202进行加热，能提高研磨盘202的温度，进而提升研磨速度，实现对加工过程中的化学作用进行控制，获得低压高研磨速度工艺能力，降低对待研磨物205的划伤缺陷。当温度提升，相同研磨压力能够获得更快的研磨速度，也可以利用更低的研磨压力获得相同的研磨速度，从而降低划伤造成的可能。还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节，满足研磨需求。

在其它可能的实现方式中，第二加热模块也可以为其它具有加热功能的器件，比如，第二加热模块和第二温度传感器2021可以分别为红外加热器和红外热传感器，在此不做具体限定。

在一种可能的实现方式中，研磨盘202包括多个第二加热模块，参考图11所示，为本申请实施例提供的又一种研磨盘的结构示意图，在研磨盘202内部设置有三个加热模块，分别为加热子模块206、加热子模块207和加热子模块208，每个加热子模块中的加热管路与研磨盘中心之间的距离不同，在研磨盘202的不同半径处设置多个加热子模块，对不同半径处的研磨盘202实现不同的加热温度，从而对研磨盘不同半径进行不同的温度控制，实现不同半径位置具有不同的研磨速度。

比如，在R1半径处具有加热子模块206，加热子模块206中的加热管路2024的工作温度可以为T1，研磨速度为v1，在R2半径处具有加热子模块207，加热子模块207中的加热管路2024的工作温度可以为T2，研磨速度为v2。

研磨盘202可以包括多个第二温度传感器2021，每个第二温度传感器2021与研磨盘202中心之间的距离不同，在加热子模块206位于R1半径处时，第二温度传感器2021位于R1半径附近，以便准确检测R1半径处的研磨盘202的温度。

在另一种可能的实现方式中，研磨盘202包括多个第二加热模块和多个第二温度传感器，每个第二加热模块中的加热管路与所述研磨盘中心之间的距离不同，每个加热管路的工作温度相同。通过在研磨盘不同半径位置处设置相同温度的加热管路，能够提升研磨盘温度的均匀性，进而使待研磨物各处的研磨速度相同，研磨更平整。

在另一种可能的实现方式中，研磨盘202中的多个第二加热模块也可以不沿着半径设置。如图12所示，在研磨盘202中设置多个不同的温度区域，具体可以在研磨盘202中设置第一温度区域210(图中虚线围成的区域)和多个第二温度区域209，第一温度区域210围绕多个第二温度区域209设置。图中示例的第二温度区域209的数量为7个，也可以根据实际研磨盘和代加工的晶圆的尺寸大小，设置更多的第二温度区域209。

图13是沿着图12中A-A方向的截面图，每个第二温度区域209与传输管路211连接，研磨盘202的温度控制可以采用通入不同温度的流体的加热方式，比如第一温度区域210中通入温度T1的流体，第二温度区域209通入温度T2的流体；第一温度区域和第二温度区域之间的间隔件采用绝热材料制备，尽量减小两个区域之间的热交换。具体的加热流体可以为水，可以通过传输管路211使温度为T2的水在研磨盘内部进行流动，以维持相应部位的温度。

如图14所示，为实现对第一温度区域210的温度控制，可以在研磨盘的背面设置多个流体传输通道212，利用传输通道212将温度为T1的流体通入到研磨盘202内部，以维持第一温度区域210的温度。传输通道212的数量可以根据实际需要进行调整，例如，为了便于快速调控第一温度区域的温度值，可以设置更多的传输通道212，具体可以设置6个、8个、10个或12个传输通道。

在本实施例中，如图15所示，将待研磨晶圆300划分为中心区域301和外围区域，中心区域和外围区域的可以依据等半径划分，外围区域环绕中心区域设置，外围区域可以分为第一外围子区域302和第二外围子区域303，第一外围子区域302和第二外围子区域303可以相互间隔设置，例如可以基于等角度划分，将外围区域分为面积相等的3个第一外围子区域302和3个第二外围子区域303。

如图16所示，研磨过程中，研磨盘202旋转的同时，沿着箭头方向顺时针旋转，待研磨晶圆300也沿着抓取装置(研磨头201)的中心轴在旋转，晶圆的旋转方向可以顺时针，也可以逆时针。一般在晶圆的研磨过程中，晶圆中心区域301的受到的压力一般要大于外围区域，会导致中心区域和外围区域的研磨厚度不一样；并且，研磨过程中产生的摩擦热量，中心区域不易散热，导致中心区域的研磨温度要稍高于外围区域；温度的差异也会导致中心区域和外围区域的研磨厚度不同；而温度高研磨速率快，导致中心区域301的研磨速度高于外围区域的研磨速度，因此，可以控制中心区域和外围区域的温度不同，来控制研磨均匀性。

可以控制第一温度区域的温度T1小于第二温度区域的温度T2；如图16所示，晶圆的中心沿着轨迹213(图中点划线)做圆周移动，这样晶圆在研磨过程中，中心区域301基本始终处于低温T1条件下研磨，研磨过程中产生的热量会补偿掉温度差异，从而降低中心区域301与外围区域的研磨速度差异，提高研磨均匀性。图16中在研磨的某一时刻下，第一外围子区域302处于稍高温度T2条件下研磨，第二外围子区域303处于低温T1下研磨。如图17所示，在研磨的下一时刻，随着研磨盘202的转动以及晶圆300的自转，第一外围子区域302处于温度T1，第二外围子区域303处于温度T2；即第一外围子区域302和第二外围区域303交替在温度T1和T2下进行研磨，进而保证整个晶圆表面的研磨均匀性。

研磨盘202的旋转轴和晶圆研磨头201的中心轴的转动均通过控制装置来实现，通过转速的调控，可以实现晶圆和研磨盘相对位置的控制，进而准确实现第一外围子区域302和第二外围区域303在不同温度下的交替研磨。

在另一种可能的实现方式中，可以把晶圆300的外围划分为8个子区域外，对应的温度区域的布置结构也发生变化；如图18-19所示，晶圆300的中心沿着轨迹214(图中的点划线)做非圆曲线移动。类似地，在晶圆移动过程中，通过转速控制，使得第一外围子区域302和第二外围子区域303交替在温度T1和温度T2的条件下进行研磨，而中心区域301基本始终处于较低温T1条件下研磨。

在本申请实施例中，所述化学机械研磨设备还包括晶圆上头装置，参考图20所示，为本申请实施例提供的又一种化学机械研磨设备的结构示意图，晶圆上头装置215用于放置待研磨物205，待研磨物205可以倒放在晶圆上头装置上，以便研磨头201抓取所述待研磨物205，将待研磨物205从晶圆上头装置209上转移到研磨盘202上。

所述晶圆上头装置可以包括第三加热模块216和第三温度传感器217，第三加热模块216用于对放置在晶圆上头装置上的待研磨物进行加热，第三温度传感器217用于测量放置在晶圆上头装置上的待研磨物的温度，第三加热模块216和第三温度传感器217可以分别为红外加热器和红外热传感器。

第三加热模块216和第三温度传感器217与控制模块204相连，在控制模块204的控制下，第三加热模块216对待研磨物205进行加热，对待研磨物205预热，待研磨物205可以为晶圆等，从而在工艺的开始阶段就达到合适移除的温度，无需等待摩擦升温，能够提高移除效率。

参考图21所示，为本申请实施例提供的一种有无加热装置时研磨速度和研磨温度的变化曲线图，图中共有四条曲线，从上至下依次表示为，加热装置研磨温度曲线、无加热装置研磨温度曲线、加热装置研磨速度曲线和无加热装置研磨速度曲线，可以发现，从研磨温度方面来看，在0-15s内，具有加热装置的研磨温度明显高于无加热装置的研磨温度，省去升温的时间，能够提高移除效率。在研磨速度方面，在0-15s内，具有加热装置的研磨速度明显高于无加热装置的研磨速度，在加工初期就达到了合适的移除速度。

在一种可能的实现方式中，晶圆上头装置可以包括多个第三加热模块和多个第三温度传感器，每个第三加热模块与晶圆上头装置的中心之间的距离不同，比如第三加热模块A1与晶圆上头装置的中心之间的距离为L1，第三加热模块A2与晶圆上头装置的中心之间的距离为L2，L1和L2不相等，每个第三加热模块的工作温度相同，比如第三加热模块A1和第三加热模块A2的工作温度均为T1。这样，在晶圆上头装置的不同半径处设置相同工作温度的加热模块，能够提高晶圆上头装置温度的均匀性，进而使位于晶圆上头装置上方的晶圆的各处温度比较均匀，研磨速度更加一致。

本申请实施例提供了一种化学机械研磨设备，化学机械研磨设备包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块，研磨头用于将待研磨物保持在研磨头和研磨盘之间，研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，研磨液输运管路用于将研磨液输运至研磨盘，以对待研磨物研磨；研磨臂包括至少一个第一加热模块和至少一个第一温度传感器，每个第一加热模块用于对每个研磨液输运管路中的研磨液加热，每个第一温度传感器用于测量每个研磨液输运管路中的研磨液的温度；第一加热模块和第一温度传感器分别与控制模块连接，控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将研磨液的温度维持在设定的温度值。

在本申请实施例中，通过在研磨臂中设置第一加热模块和第一温度传感器，能够实时监测研磨液输运管路中研磨液的温度，对研磨液进行升温，从而实现对研磨过程中的温度进行调控，以提高研磨速度，实现对加工过程中的化学作用进行控制，获得低压高研磨速度工艺能力，降低对待研磨物的划伤缺陷。当温度提升，相同研磨压力能够获得更快的研磨速度，也可以利用更低的研磨压力获得相同的研磨速度，从而降低划伤造成的可能。此外还可以提升CMP研磨工艺的选择比调节，满足研磨需求。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种化学机械研磨设备，其特征在于，包括研磨头、研磨盘、研磨臂和控制模块；

所述研磨头用于将待研磨物保持在所述研磨头和所述研磨盘之间，所述研磨臂包括至少一个研磨液输运管路，所述研磨液输运管路用于将研磨液输运至所述研磨盘，以对所述待研磨物研磨；

所述研磨臂包括至少一个第一加热模块和至少一个第一温度传感器，每个所述第一加热模块用于对每个所述研磨液输运管路中的研磨液加热，每个所述第一温度传感器用于测量每个所述研磨液输运管路中的研磨液的温度；

所述第一加热模块和所述第一温度传感器分别与所述控制模块连接，所述控制模块用于调控第一加热模块的加热功率，从而将所述研磨液的温度维持在设定的温度值。

2.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨臂包括多个研磨液输运管路，所述多个研磨液输运管路的出液口与所述研磨盘中心之间的距离不同，每个所述研磨液输运管路中的研磨液的温度不同。

3.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨臂包括多个研磨液输运管路，所述多个研磨液输运管路的出液口与所述研磨盘中心之间的距离相同，每个所述研磨液输运管路中的研磨液的温度不同。

4.根据权利要求1所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨盘包括至少一个第二加热模块和至少一个第二温度传感器，所述第二加热模块和所述第二温度传感器分别与所述控制模块相连，所述第二温度传感器用于测量所述研磨盘的温度，所述第二加热模块用于在所述控制模块的控制下对所述研磨盘进行加热。

5.根据权利要求4所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述第二加热模块包括工作温度为第一温度的第一输水管路、工作温度为第二温度的第二输水管路、加热管路、第一流量控制器和第二流量控制器；

所述第一流量控制器用于控制所述第一输水管路向所述加热管路输水的流量，所述第二流量控制器用于控制所述第二输水管路向所述加热管路输水的流量，所述加热管路用于对所述研磨盘加热。

6.根据权利要求4所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨盘包括多个第二加热模块和多个第二温度传感器，每个所述第二加热模块中的加热管路与所述研磨盘中心之间的距离不同，每个所述加热管路的工作温度不同。

7.根据权利要求4所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨盘包括多个第二加热模块和多个第二温度传感器，每个所述第二加热模块中的加热管路与所述研磨盘中心之间的距离不同，每个所述加热管路的工作温度相同。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述化学机械研磨设备还包括晶圆上头装置，用于放置所述待研磨物，以便所述研磨头抓取所述待研磨物；

所述晶圆上头装置包括至少一个第三加热模块和至少一个第三温度传感器，所述第三加热模块用于对放置在所述晶圆上头装置上的待研磨物进行加热，所述第三温度传感器用于测量放置在所述晶圆上头装置上的待研磨物的温度。

9.根据权利要求8所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述晶圆上头装置包括多个第三加热模块和多个第三温度传感器，每个所述第三加热模块与所述晶圆上头装置的中心之间的距离不同，每个所述第三加热模块的工作温度相同。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述研磨液输运管路包括出液口和进液口，所述第一温度传感器与所述出液口之间的距离，小于所述第一温度传感器与所述进液口之间的距离。