化學機械研磨裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種化學機械研磨裝置，化學機械研磨裝置包括：研磨墊，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸；溫度調(diào)節(jié)部，其以間隔的形式設(shè)置于研磨墊的上部，并以所述研磨墊的上面存在的流體為媒介調(diào)節(jié)研磨墊的表面溫度，所述化學機械研磨裝置能夠均勻地調(diào)節(jié)研磨墊的溫度。
【專利說明】
化學機械研磨裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種化學機械研磨裝置，更為詳細地涉及一種化學機械研磨裝置，所述化學機械研磨裝置能夠均勻地調(diào)節(jié)研磨墊的溫度。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體元件由微細的電路高度密集地制造而成，因此，晶元表面需要進行相應(yīng)的精密研磨。為了對晶元進行更加精細化的研磨，如圖1及圖2所示，進行機械研磨及化學研磨并行的化學機械研磨工藝(CMP工藝)。
[0003]換句話說，在研磨平板10的上面，晶元W被加壓的同時接觸的研磨墊11設(shè)置為與研磨平板10—起旋轉(zhuǎn)Ild，并且為了化學研磨，通過供給單元30的研磨液(slurry)供給口 32使得研磨液得以供給的同時，通過摩擦對晶元進行機械研磨。此時，晶元W通過載體頭(Carrier Head)20在指定位置上旋轉(zhuǎn)20d，從而進行精密地平坦化的研磨工藝。
[0004]涂覆于所述研磨墊11的表面的研磨液向著附圖標號40d所標示的方向旋轉(zhuǎn)的同時，通過調(diào)節(jié)器(condi t 1ner) 40在研磨墊11上均勾擴散，并能夠流入至晶元W，所述調(diào)節(jié)器40的臂部(arm)41向著標示為41d的方向回旋運動，研磨墊11通過調(diào)節(jié)器40的機械修整(dressing)工藝可保持一定的研磨面。
[0005]另外，在化學機械研磨工藝中，如果研磨墊11的溫度不均勻，則會出現(xiàn)如下問題:研磨均勻度降低，且研磨率的穩(wěn)定性降低，因此研磨墊11的溫度需以均勻的條件得到保持。
[0006]但是，現(xiàn)有存在的問題在于，因根據(jù)作為被研磨材料的晶元膜質(zhì)的研磨墊11的表面溫度上升而導(dǎo)致研磨不均勻度上升，且穩(wěn)定性降低。尤其，問題在于，沿著研磨墊11的半徑方向的各個區(qū)間上，研磨墊11的表面溫度不均勻，由此研磨均勻度降低，且研磨率的穩(wěn)定性降低。
[0007]此外，問題在于，就利用研磨液的化學研磨工藝而言，因為受溫度的影響較大，所以如果研磨墊的表面溫度產(chǎn)生偏差，則由于化學研磨量的偏差而導(dǎo)致晶元的研磨面不均勻。
[0008]由此，現(xiàn)有技術(shù)中提出了一種能夠通過另外的清洗(rinsing)工藝來降低研磨墊的表面溫度的方案。但是現(xiàn)有技術(shù)的問題在于，不考慮根據(jù)研磨墊的表面區(qū)間的溫度條件，而是一律地對研磨墊的表面進行清洗工藝，由此難以對研磨墊的表面溫度整體進行均勻地調(diào)節(jié)，并且清洗工藝中需中斷研磨工藝，因此會降低生產(chǎn)性。
[0009]為此，最近用于對研磨墊的表面溫度進行一定地調(diào)節(jié)，且提升晶元研磨面的品質(zhì)的各種研究正在進行，但是仍存在不足，因此需要對此的開發(fā)。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]本實用新型的目的在于提供一種化學機械研磨裝置，所述化學機械研磨裝置能夠?qū)ρ心|的表面溫度進行均勻地調(diào)節(jié)。
[0011]尤其，本實用新型的目的在于提供一種化學機械研磨裝置及其控制方法，所述化學機械研磨裝置能夠按照沿著研磨墊的半徑方向的各個區(qū)間對研磨墊的表面溫度進行個別地調(diào)節(jié)。
[0012]此外，本實用新型的目的在于提供一種化學機械研磨裝置及其控制方法，所述化學機械研磨裝置能夠提高穩(wěn)定性及可靠性，并且提高生產(chǎn)率。
[0013]此外，本實用新型的目的在于提供一種化學機械研磨裝置及其控制方法，所述化學機械研磨裝置能夠防止由于研磨墊的表面溫度偏差所致的化學研磨量的偏差，并且提高基板的研磨質(zhì)量。
[0014]根據(jù)用于實現(xiàn)所述的本實用新型的目的的本實用新型的優(yōu)選實施例，化學機械研磨裝置包括研磨墊和溫度調(diào)節(jié)部，從而能夠?qū)ρ心|的溫度進行均勻地調(diào)節(jié)，所述研磨墊在化學機械研磨工藝中與基板接觸，所述溫度調(diào)節(jié)部以間隔的形式設(shè)置于研磨墊的上部，并以研磨墊的上面存在的流體為媒介調(diào)節(jié)研磨墊的表面溫度。
[0015]作為參考，本實用新型中所謂的基板可理解為利用載體頭在研磨墊上可以被研磨的研磨對象，并且本實用新型并非受基板的種類及特性的限制或限定。例如，可使用晶元作為基板。
[0016]此外，在本實用新型中，所謂的研磨墊的上面存在的流體可包括研磨墊的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一種。根據(jù)情況的不同，也可以是如下構(gòu)成:溫度調(diào)節(jié)部以氣體為媒介，對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0017]溫度調(diào)節(jié)部可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式提供為將研磨墊的上面存在的流體用作熱傳遞媒介從而可對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。優(yōu)選地，所述溫度調(diào)節(jié)部可以如下形式構(gòu)成:將研磨墊的表面分割為多個表面區(qū)間，并且將研磨墊的上面存在的流體用作熱傳遞媒介，從而對多個表面區(qū)間的溫度進行獨立地調(diào)節(jié)。
[0018]研磨墊的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊的表面沿著研磨墊的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0019]優(yōu)選地，溫度調(diào)節(jié)部設(shè)置有與多個表面區(qū)間對應(yīng)分割的多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，并且所述溫度調(diào)節(jié)部可部分地設(shè)置在研磨墊的上面一部分區(qū)域。所述構(gòu)造能夠在研磨墊的上面執(zhí)行利用載體頭的化學機械研磨工藝，以及利用調(diào)節(jié)器(condi t i oner)的研磨墊的改質(zhì)工藝，與此同時可執(zhí)行通過溫度調(diào)節(jié)部的表面溫度調(diào)節(jié)工藝。
[0020]作為溫度調(diào)節(jié)部的一個例子，溫度調(diào)節(jié)部可包括:區(qū)間分割部件，其提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式分割;熱傳遞部件，其分別設(shè)置于多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間上，并且與研磨墊的表面存在的流體實現(xiàn)熱傳遞。
[0021 ]區(qū)間分割部件可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而以各種構(gòu)造形成，例如，區(qū)間分割部件可包括:殼體(housing)部件，其設(shè)置為覆蓋研磨墊的上面一部分;隔斷部件，其將殼體部件的內(nèi)部空間分割為多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式分割，并且多個表面區(qū)間可通過隔斷部件來定義。
[0022]作為熱傳遞部件，其可形成為與研磨墊表面存在的流體接觸，并可進行熱傳遞的各種構(gòu)造。例如，熱傳遞部件可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。假設(shè)，在特定表面區(qū)間的溫度較高時，熱傳遞部件得到冷卻，由此以特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，可降低特定表面區(qū)間的溫度。相反地，在另一個特定表面區(qū)間的溫度較低時，熱傳遞部件得到加熱，由此以另一個特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，也可以提升另一個特定表面區(qū)間的溫度。
[0023]熱傳遞部件的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。例如，作為熱傳遞部件可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0024]此外，熱傳遞部件的上部可設(shè)置有放熱部件，所述放熱部件與熱傳遞部件能夠進行熱傳遞。放熱部件可以形成為能夠與熱傳遞部件進行熱傳遞的各種構(gòu)造，并且本實用新型并非受到放熱部件的種類及特性的限制或限定。例如，作為放熱部件可以使用常用的散熱器(heat sink)，所述常用的散熱器可將熱量從熱傳遞部件吸收并向外部散出。
[0025]此外，為了進一步提高憑借放熱部件的熱傳遞效果(例如，放熱特性)，在放熱部件的上部設(shè)置熱傳遞流體供給部，所述熱傳遞流體供給部用于供給能夠與放熱部件進行熱傳遞的熱傳遞流體。在此，所謂的熱傳遞流體可以理解為將液態(tài)流體及氣態(tài)流體都包括在內(nèi)的概念。
[0026]并且，熱傳遞流體供給部的出口可與噴射噴嘴連接，并且噴射噴嘴的噴射方向可設(shè)置為朝向研磨墊的表面。優(yōu)選地，噴射噴嘴可以設(shè)置為將熱傳遞流體從研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向噴射，并且研磨墊的表面殘留的異物能夠通過隨著噴射噴嘴所噴射的熱傳遞流體而向研磨墊的外側(cè)排出。
[0027]此外，根據(jù)本實用新型，可構(gòu)成為在所述的溫度調(diào)節(jié)部上供給用于基板的化學研磨的研磨液(CMP slurry)。當然，根據(jù)情況的不同，也可以構(gòu)成為通過溫度調(diào)節(jié)部和另外設(shè)置的研磨液供給部向研磨墊的上面供給研磨液。例如，在溫度調(diào)節(jié)部上可形成有研磨液供給孔，并且用于基板的化學研磨工藝的研磨液通過研磨液供給孔可供給至研磨墊的上面。優(yōu)選地，所述研磨液供給孔沿著研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向可配置于所述噴射噴嘴的后方。更為優(yōu)選地，在與研磨墊面對的溫度調(diào)節(jié)部的底面可形成有與研磨液供給孔連通的研磨液涂覆槽(slot)，并且供給至研磨液供給孔的研磨液可沿著研磨液涂覆槽涂覆在研磨墊的上面。
[0028]另外，根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置可包括:溫度測定部，其對研磨墊的溫度進行測定；以及控制部，其根據(jù)在溫度測定部所測定的結(jié)果來對溫度調(diào)節(jié)部進行控制。
[0029]溫度測定部根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可以以通過各種方式對研磨墊的溫度進行測定的形式形成。例如，溫度測定部可包括:第一溫度測定部，其在研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部的入口對研磨墊的表面溫度進行測定；以及第二溫度測定部，其在研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部的出口對研磨墊的表面溫度進行測定，并且所述控制部可根據(jù)在第一溫度測定部和第二溫度測定部所測定的結(jié)果來控制溫度調(diào)節(jié)部。
[0030]在此，所謂的控制部對溫度調(diào)節(jié)部進行控制，可以理解為將以下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件(熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對通過熱傳遞流體供給部所供給的熱傳遞流體的供給量進行調(diào)節(jié)。
[0031]第一溫度測定部及第二溫度測定部可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造。例如，第一溫度測定部可包括多個第一溫度傳感器，所述多個第一溫度傳感器以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部的入口，而第二溫度測定部可包括多個第二溫度傳感器，所述多個第二溫度傳感器以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部的出口。
[0032]根據(jù)本實用新型的另一個優(yōu)選實施例，化學機械研磨裝置的控制方法包括:溫度測定步驟，對研磨墊的表面溫度進行測定;溫度調(diào)節(jié)步驟，根據(jù)在所述溫度測定步驟所測定的結(jié)果，對流體的溫度進行調(diào)節(jié)，從而以流體為媒介來調(diào)節(jié)研磨墊的溫度。所述化學機械研磨裝置包括:研磨墊，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸;溫度調(diào)節(jié)部，其以間隔的形式設(shè)置于研磨墊的上部，并以研磨墊的上面存在的流體為媒介調(diào)節(jié)研磨墊的表面溫度。
[0033]作為參考，研磨墊的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，研磨墊的表面沿著研磨墊的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0034]在溫度測定步驟中，根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可通過各種方式來測定研磨墊的溫度。例如，在溫度測定步驟中，可以個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行測定。優(yōu)選地，溫度測定步驟可包括:入口溫度測定步驟，在沿著研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向的溫度調(diào)節(jié)部的入口對多個表面區(qū)間的表面溫度進行測定；出口溫度測定步驟，在沿著研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向的溫度調(diào)節(jié)部的出口對多個表面區(qū)間的表面溫度進行測定。
[0035]在所述溫度調(diào)節(jié)步驟中，根據(jù)個別地在溫度測定步驟中所測定的多個表面區(qū)間的溫度，可以個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟中，為了使得在入口溫度測定步驟和出口溫度測定步驟中所測定的溫度偏差處于已設(shè)定的范圍內(nèi)，可以個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0036]在溫度調(diào)節(jié)步驟中對溫度調(diào)節(jié)部進行控制，從而以研磨墊的上面存在的流體為媒介可以對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0037]作為參考，在本實用新型中，所謂的研磨墊的上面存在的流體可包括研磨墊的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一種。但是根據(jù)情況的不同，也可以是如下構(gòu)成:溫度調(diào)節(jié)部以氣體為媒介，對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0038]溫度調(diào)節(jié)部可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為能夠?qū)⒀心|的上面存在的流體用作熱傳遞媒介來對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。例如，溫度調(diào)節(jié)部可以包括:區(qū)間分割部件，其提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式分割;熱傳遞部件，其分別設(shè)置于多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間上，并且與研磨墊的表面存在的流體實現(xiàn)熱傳遞。并且熱傳遞部件的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。例如，作為熱傳遞部件可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0039]作為參考，所謂的在溫度調(diào)節(jié)步驟中對溫度調(diào)節(jié)部進行控制，可以理解為將如下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件(熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對通過熱傳遞流體供給部所供給的熱傳遞流體的供給量進行調(diào)節(jié)。
[0040]根據(jù)本實用新型的又另一個優(yōu)選實施例，化學機械研磨裝置包括:研磨墊，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸;溫度調(diào)節(jié)部，其設(shè)置于研磨墊的上部，并將研磨墊的表面分割為多個表面區(qū)間，并獨立地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0041]研磨墊的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式利用溫度調(diào)節(jié)部分割為多個表面區(qū)間。例如，研磨墊的表面沿著研磨墊的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。不同地，溫度調(diào)節(jié)部將研磨墊的表面以研磨墊的旋轉(zhuǎn)中心為基準，分割為具有放射狀構(gòu)造的多個表面區(qū)間，或也可以分割為具有其他構(gòu)造的多個表面區(qū)間。
[0042]溫度調(diào)節(jié)部可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為能夠獨立地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。例如，溫度調(diào)節(jié)部可包括:接觸部件，其以能夠與研磨墊進行熱傳遞的形式，與研磨墊的表面接觸;熱傳遞部件，其與所述接觸部件實現(xiàn)熱傳遞，并且接觸部件及熱傳遞部件可分別單獨地設(shè)置于多個表面區(qū)間。
[0043]接觸部件接觸于研磨墊，并且可以由能夠進行熱傳遞的各種構(gòu)造及材料形成。優(yōu)選地，所述接觸部件可以由如下材料形成:使得研磨墊的損傷最小化的同時使得熱傳遞效率最大化。并且接觸部件可以面接觸或線接觸于研磨墊的表面，但根據(jù)不同的情況，也可以具有如下構(gòu)成:利用熱傳導(dǎo)率優(yōu)秀的中間介質(zhì)，使得接觸部件與研磨墊的表面間接接觸。
[0044]熱傳遞部件設(shè)置于接觸部件的上面，以便與接觸部件實現(xiàn)熱傳遞，并且構(gòu)成為可通過調(diào)節(jié)熱傳遞部件的溫度來對與熱傳遞部件進行熱傳遞的接觸部件的溫度進行調(diào)節(jié)。例如，熱傳遞部件可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。
[0045]熱傳遞部件的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式進行各種變更。例如，作為熱傳遞部件可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0046]此外，熱傳遞部件的上部可設(shè)置有冷卻部，所述冷卻部用于對熱傳遞部件進行冷卻。冷卻部可以形成為能夠與熱傳遞部件進行熱傳遞的各種構(gòu)造，并且本實用新型并非受到冷卻部的構(gòu)造及特性的限制或限定。例如，所述冷卻部可包括:冷卻板，其以能夠進行熱傳遞的形式與熱傳遞部件的上部連接;冷卻流體流路，其使得冷卻流體沿著冷卻板的內(nèi)部進行流動。
[0047]分別個別地設(shè)置于多個表面區(qū)間的接觸部件及熱傳遞部件通過設(shè)置于研磨墊的上部的連接部件可連接為一體。
[0048]連接部件可以形成為能夠?qū)⑾嗷ム徑拥慕佑|部件及熱傳遞部件連接為一體的多種構(gòu)造。優(yōu)選地，連接部件可以由柔韌的(flexible)材料形成，并且接觸部件在連接于連接部件的狀態(tài)下可以構(gòu)成為通過自身重量(self load)與研磨墊接觸。在此，接觸部件通過自身重量與研磨墊接觸的狀態(tài)可以理解為將如下狀態(tài)都包括在內(nèi):接觸部件及連接部件的重量完全不作用于研磨墊的表面的狀態(tài)，或者只有接觸部件及連接部件的全部重量中極小的一部分重量作用于研磨墊的表面的狀態(tài)。更為優(yōu)選地，在連接部件可形成流動引導(dǎo)槽，以便按照多個表面區(qū)間的各個區(qū)域沿著上下方向的連接部件的流動性能夠得到有效保障。
[0049]此外，接觸部件的底面可形成有流體流動槽，所述流體流動槽用于使得研磨墊的上面存在的流體流動。優(yōu)選地，流體流動槽可設(shè)置為使得流體從研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動。
[0050]在此，所謂的研磨墊的上面存在的流體可包括研磨墊的上面存在的研磨液(CMPslurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一種。根據(jù)不同的情況，研磨墊的上面存在的流體也可以包括氣體，所述氣體在研磨墊的上面強制流動。
[0051]此外，根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置可包括:溫度測定部，其對研磨墊的溫度進行測定；以及控制部，其根據(jù)在所述溫度測定部所測定的結(jié)果來對溫度調(diào)節(jié)部進行控制。
[0052]溫度測定部根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可以以通過各種方式對研磨墊的溫度進行測定的形式形成。例如，溫度測定部可包括配置于多個表面區(qū)間的各個區(qū)域的多個溫度傳感器，并且控制部可根據(jù)多個溫度傳感器所測定的結(jié)果來單獨控制多個表面區(qū)間的溫度。
[0053]在此，所謂的控制部控制溫度調(diào)節(jié)部可以理解為將如下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件(熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對冷卻部的冷卻性能(冷卻流體供給量)進行調(diào)節(jié)。
[0054]根據(jù)本實用新型的又另一個優(yōu)選實施例，化學機械研磨裝置的控制方法包括:溫度測定步驟，對多個表面區(qū)間的溫度進行測定;溫度調(diào)節(jié)步驟，根據(jù)在溫度測定步驟所測定的結(jié)果，對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。所述化學機械研磨裝置包括:研磨墊，其具有沿著半徑方向分割的多個表面區(qū)間，并且在化學機械研磨工藝中與基板接觸;溫度調(diào)節(jié)部，其設(shè)置于所述研磨墊的上部，并將研磨墊的表面分割為多個表面區(qū)間，并且對多個表面區(qū)間的溫度進行單獨調(diào)節(jié)。
[0055]研磨墊的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊的表面沿著研磨墊的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0056]在所述溫度測定步驟中，根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可通過各種方式來測定各個表面區(qū)間的溫度。例如，各個表面區(qū)間的溫度通過溫度測定部可測定，所述溫度測定部包括配置于多個表面區(qū)間區(qū)域的多個溫度傳感器。
[0057]在所述溫度調(diào)節(jié)步驟中，對設(shè)置于研磨墊的上部的溫度調(diào)節(jié)部進行控制，從而可調(diào)節(jié)研磨墊的表面溫度。溫度調(diào)節(jié)部根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可形成為各種構(gòu)造，所述構(gòu)造可對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。例如，溫度調(diào)節(jié)部可包括:接觸部件，其以能夠與所述研磨墊進行熱傳遞的形式，與研磨墊的表面接觸；熱電元件，其與接觸部件實現(xiàn)熱傳遞;冷卻部，其用于對熱電元件進行冷卻，從而所述溫度調(diào)節(jié)部可分別單獨設(shè)置于多個表面區(qū)間。
[0058]熱傳遞部件的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。例如，作為熱傳遞部件可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0059]此外，在所述多個表面區(qū)間分別單獨設(shè)置的接觸部件及熱傳遞部件可通過設(shè)置于研磨墊的上部的連接部件連接為一體。優(yōu)選地，所述連接部件可以由柔韌(f Iexible)的材料形成，并且所述接觸部件在連接于連接部件的狀態(tài)下可以構(gòu)成為通過自身重量(selfload)與研磨墊接觸。
[0060]作為參考，所謂的在所述溫度調(diào)節(jié)步驟中對溫度調(diào)節(jié)部進行控制，可以理解為將如下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件(熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對冷卻部的冷卻性能(冷卻流體供給量)進行調(diào)節(jié)。
[0061]此外，根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的控制方法可包括流體流動步驟，所述流體流動步驟使得研磨墊的上面存在的流體從研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動。為此，所述接觸部件的底面可形成有流體流動槽，所述流體流動槽用于使得研磨墊的上面存在的流體流動，并且研磨墊的上面存在的流體，換句話說，化學機械研磨工藝中所使用的流體，以及包含于流體的異物可沿著流體流動槽從研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動，之后向研磨墊的外側(cè)排出。
[0062]在此，所謂的研磨墊的上面存在的流體可包括研磨墊的上面存在的研磨液(CMPslurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一種。根據(jù)不同的情況，也可以包括氣體，所述氣體使得研磨墊的上面存在的流體強制地在研磨墊的上面流動。
[0063]如上所述，根據(jù)本實用新型，能夠?qū)ρ心|的表面溫度進行均勻地調(diào)節(jié)。
[0064]尤其，根據(jù)本實用新型，按照沿著半徑方向的各個區(qū)間對研磨墊的表面溫度進行單獨調(diào)節(jié)，由此可對研磨墊的表面溫度分布(profile)進行整體均勻地調(diào)節(jié)，并可提升眼膜均勾度及研磨特性。
[0065]此外，根據(jù)本實用新型，以研磨墊的上面存在的流體為媒介能夠?qū)ρ心|的溫度進行調(diào)節(jié)，因此增加接觸面積，從而能夠?qū)醾鬟f特性進行最大化，并且能夠?qū)ρ心|的溫度進行更精準地控制，并能夠使得構(gòu)造及工藝精簡化。
[0066]此外，根據(jù)本實用新型，能夠防止研磨墊的表面溫度偏差所致的穩(wěn)定性及可靠性降低，并且研磨工藝執(zhí)行期間，由于能夠同時執(zhí)行研磨墊的溫度調(diào)節(jié)工藝，因此能夠提高生產(chǎn)率。
[0067]此外，根據(jù)本實用新型，能夠防止研磨墊的表面溫度偏差所致的化學機械研磨量的偏差，并且能夠提尚基板的研磨品質(zhì)。
【附圖說明】
[0068]圖1及圖2是用于說明現(xiàn)有化學機械研磨裝置的圖，
[0069]圖3是用于說明根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置的圖，
[0070]圖4至圖6是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明溫度調(diào)節(jié)部的圖，
[0071]圖7是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明噴射噴嘴的圖，
[0072]圖8是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明研磨液供給孔及研磨液涂覆槽(slot)的圖，
[0073]圖9是用于說明根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的圖，
[0074]圖10至圖12是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置，用于說明溫度調(diào)節(jié)部的圖，
[0075]圖13是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置，用于說明流體流動槽的圖，
[0076]圖14是用于說明根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置的控制方法的框圖，
[0077]圖15是用于說明根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的控制方法的框圖。
【具體實施方式】
[0078]以下，參照附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明，但是本實用新型并非受實施例的限制或限定。作為參考，本實用新型中相同的標號實質(zhì)上指代相同的要素，并且在所述規(guī)則下，可引用其他附圖中所記載的內(nèi)容來說明，并且可省略對于從業(yè)者不言而喻的內(nèi)容或反復(fù)出現(xiàn)的內(nèi)容。
[0079]圖3是用于說明根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置的圖，圖4至圖6是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明溫度調(diào)節(jié)部的圖。此外，圖7是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明噴射噴嘴的圖，圖8是根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置，用于說明研磨液供給孔及研磨液涂覆槽(slot)的圖。
[0080]參照圖3至圖8，根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置包括研磨墊111及溫度調(diào)節(jié)部200。
[0081]所述研磨墊111可形成為具有圓形盤(disc)形態(tài)，并且設(shè)置于旋轉(zhuǎn)的研磨平板110的上面。
[0082]在向所述研磨墊111的上面供給研磨液的狀態(tài)下，通過載體頭(Carrier Head) 120將基板向研磨墊111的上面加壓，由此可以執(zhí)行化學機械研磨工藝，并且在利用研磨墊111及研磨液的化學機械研磨工藝結(jié)束后，可將基板10移動至清洗裝置。
[0083]作為參考，本實用新型中所謂的基板10可理解為在研磨墊111上可以被研磨的研磨對象，并且本實用新型并非受基板10的種類及特性而限制或限定。例如，可使用晶元作為基板10。
[0084]所述載體頭120可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而形成為各種構(gòu)造。例如，所述載體頭120可包括:本體部(未示出)，其以可旋轉(zhuǎn)的形式設(shè)置;基底(base)部(未示出)，其設(shè)置為能夠與所述本體部共同旋轉(zhuǎn);彈性膜(membraneK未示出)，其設(shè)置于所述基底部的底面。
[0085]所述彈性膜在中央部形成有開口部，并且與彈性膜的中央部鄰接的內(nèi)側(cè)端可固定于基底部，而彈性膜的外側(cè)端通過結(jié)合于基底部的邊緣(edge)部的固定圈(retainerring)來固定于基底部。
[0086]所述彈性膜可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而形成為各種構(gòu)造。例如，在所述彈性膜可形成多個活板(flap)(例如，環(huán)形狀的活板)，并且通過多個活板在基底部和彈性膜之間可形成有多個壓力室，所述多個壓力室沿著基底部的半徑方向得到劃分。
[0087]在所述基底部和彈性膜之間各個壓力室，可分別設(shè)置有用于測定壓力的壓力傳感器。所述各個壓力室的壓力可通過根據(jù)壓力室控制部800的控制來個別地得到調(diào)節(jié)，并且對各個壓力室的壓力進行調(diào)節(jié)，從而可個別地調(diào)節(jié)基板10被加壓的壓力。
[0088]此外，所述載體頭120的中心部可形成有中心部壓力室(未示出)，所述中心部壓力室通過彈性膜的開口而貫通形成。所述中心部壓力室與基板10直接連通，從而在拋光(polishing)工藝中不僅可以對晶元進行加壓，而且也可以起到如下作用:在吸入壓力的作用下，將基板10緊貼于載體頭120的彈性膜，由此以抓握基板10的狀態(tài)向第三位置(例如，清洗裝置)移動。
[0089]此外，所述研磨墊111的上面另一側(cè)面設(shè)置有用于對研磨墊111的表面進行改質(zhì)的調(diào)節(jié)器。
[0090]所述調(diào)節(jié)器設(shè)置為以臂部(arm)141的旋轉(zhuǎn)中心為基準進行回轉(zhuǎn)運動，并且通過調(diào)節(jié)器40的機械修整(dressing)工藝來使得研磨墊111可保持一定的研磨面。
[0091]所述溫度調(diào)節(jié)部200以間隔的形式設(shè)置于研磨墊111的上部，并且構(gòu)成為以所述研磨墊111的上面存在的流體112為媒介，對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0092]作為參考，在本實用新型中，所謂的研磨墊111的上面存在的流體112可包括研磨墊111的上面存在的研磨液(CMP s lurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一種。作為參考，在本實用新型的實施例中，雖然以如下例子進行說明:溫度調(diào)節(jié)部200以研磨墊111的上面存在的液態(tài)流體為媒介來對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)，但是根據(jù)不同的情況，也可以是如下構(gòu)成:溫度調(diào)節(jié)部以氣體為媒介，對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0093]所述溫度調(diào)節(jié)部200可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式設(shè)置為將研磨墊111的上面存在的流體112用作熱傳遞媒介來對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。優(yōu)選地，所述溫度調(diào)節(jié)部200可以如下形式構(gòu)成:將研磨墊111的表面分割為多個表面區(qū)間，并且將研磨墊111的上面存在的流體112用作熱傳遞媒介，從而獨立地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)
-K-
T O
[0094]如上所述，在研磨工藝中存在如下問題，由于基板的膜質(zhì)種類、通過載體頭120的加壓力的變化等原因，研磨墊111的表面中特定區(qū)域的溫度會局部升高。所述溫度調(diào)節(jié)部200將研磨墊111的表面分割為多個表面區(qū)間，并且個別地對各個表面區(qū)間的表面溫度進行調(diào)節(jié)，由此研磨墊111的表面整體溫度能夠保持均勻。
[0095]所述研磨墊111的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊111的表面沿著研磨墊111的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0096]溫度調(diào)節(jié)部200以所述眼膜墊111的上面存在的流體112為媒介可對研磨墊111的溫度進行調(diào)節(jié)，作為一個例子，所述溫度調(diào)節(jié)部200可包括區(qū)間分割部件300及熱傳遞部件400。
[0097]所述區(qū)間分割部件300提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式劃分。在此，所謂的多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間可以理解為以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式獨立地分割(劃分)的空間，并且在特定溫度調(diào)節(jié)區(qū)間只能夠?qū)ο鄬?yīng)的特定表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。假如，研磨墊111的表面分割為六個表面區(qū)間Zl?Z6的情況，區(qū)間分割部件300能夠設(shè)置有與六個表面區(qū)間Zl?Z6對應(yīng)的六個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6，并且例如，在C3溫度調(diào)節(jié)區(qū)間可對Z3表面區(qū)間的表面溫度進行控制，而在C4溫度調(diào)節(jié)區(qū)間可對Z4表面區(qū)間的表面溫度進行控制。
[0098]作為參考，所述溫度調(diào)節(jié)部200可設(shè)置有以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式分割的多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6，并且所述溫度調(diào)節(jié)部200可部分地設(shè)置在研磨墊111的上面一部分區(qū)域，例如，所述溫度調(diào)節(jié)部200可大致設(shè)置為扇形(sector)形狀，并且各個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6可設(shè)置為具有不同半徑的弧(arc)形態(tài)。所述構(gòu)造能夠在研磨墊111的上面執(zhí)行利用載體頭的化學機械研磨工藝，以及利用調(diào)節(jié)器的研磨墊111的改質(zhì)工藝，與此同時可執(zhí)行通過溫度調(diào)節(jié)部200的表面溫度調(diào)節(jié)工藝。
[0099]所述區(qū)間分割部件300可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造，例如，所述區(qū)間分割部件300可包括:殼體(housing)部件310，其設(shè)置為覆蓋研磨墊111的上面一部分；隔斷部件320，其將所述殼體部件310的內(nèi)部空間分割為多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式分割，并且所述多個表面區(qū)間可通過隔斷部件320來定義。例如，所述殼體部件310可大致形成為扇形形狀，并且隔斷部件320形成為弧形態(tài)，從而可將殼體部件310的內(nèi)部空間分割為多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間。根據(jù)不同的情況，多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間也可以分別通過另外的殼體部件來構(gòu)成。
[0100]所述熱傳遞部件400分別設(shè)置于多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6上，從而與研磨墊111表面存在的流體112接觸，且可實現(xiàn)熱傳遞，并構(gòu)成為以所述流體為媒介對研磨墊111的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0101]所述熱傳遞部件400可形成為與研磨墊111表面存在的流體112接觸并可進行熱傳遞的各種構(gòu)造。所述熱傳遞部件400可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。假設(shè)，在特定表面區(qū)間的溫度較高時，熱傳遞部件得到冷卻，由此以特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，可降低特定表面區(qū)間的溫度。相反地，也可以在另一個特定表面區(qū)間的溫度較低時，熱傳遞部件得到加熱，由此以另一個特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，從而提升另一個特定表面區(qū)間的溫度。
[0102]所述熱傳遞部件400的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式進行各種變更。參照圖6，作為所述熱傳遞部件400可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Peltier)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。優(yōu)選地，為了能夠使得憑借所述熱傳遞部件400的熱傳遞有效率地實現(xiàn)，熱傳遞部件400可以形成為與所對應(yīng)的各個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6相對應(yīng)的尺寸及形態(tài)。根據(jù)不同的情況，熱傳遞部件也可以形成為小于所對應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)區(qū)間的尺寸及其他形態(tài)。
[0103]此外，參照圖6，在所述熱傳遞部件400的上部可以以與熱傳遞部件400能夠進行熱傳遞的形式設(shè)置放熱部件500。
[0104]例如，所述放熱部件500的設(shè)置是為了將熱傳遞部件400的熱向外部放出。所述放熱部件500可以形成為能夠與熱傳遞部件400進行熱傳遞的各種構(gòu)造，并且本實用新型并非受到放熱部件500的種類及特性的限制或限定。以下，將舉例說明作為所述放熱部件500使用常用的散熱器(heat sink)，所述常用的散熱器可將熱從熱傳遞部件400吸收并向外部散出。所述放熱部件500也為了能夠?qū)醾鬟f的效率最大化而形成為與熱傳遞部件400相對應(yīng)的尺寸及形態(tài)。
[0105]此外，參照圖6及圖7，所述放熱部件500的上部可設(shè)置有熱傳遞流體供給部600，所述熱傳遞流體供給部600供給能夠與放熱部件500進行熱傳遞的熱傳遞流體。
[0106]所述熱傳遞流體供給部600的設(shè)置是為了進一步提高憑借放熱部件500的熱傳遞效果(例如，放熱特性)。例如，所述熱傳遞流體供給部600的設(shè)置是為了更加快速地放出放熱部件500的熱。在此，所謂的熱傳遞流體可以理解為將液態(tài)流體及氣態(tài)流體都包括在內(nèi)的概念。假設(shè)，作為所述熱傳遞流體可以使用清洗水(DIW)或氮(N2)氣體。
[0107]所述熱傳遞流體供給部600可以形成為能夠?qū)⒎艧岵考?00收納至內(nèi)部的密閉的流路形態(tài)，但是根據(jù)不同的情況，也可以形成為開放的流路形態(tài)。
[0108]此外，所述熱傳遞流體供給部600的出口可與噴射噴嘴610連接，并且所述噴射噴嘴610的噴射方向可設(shè)置為朝向研磨墊111的表面。由此，通過所述熱傳遞流體供給部600供給的熱傳遞流體能夠噴射至研磨墊111的表面。
[0109]就所述構(gòu)造而言，將熱傳遞流體進行再利用，從而可清除研磨墊111的表面殘留的異物，所述熱傳遞流體用于提高放熱部件500的放熱特性。優(yōu)選地，所述噴射噴嘴610可以設(shè)置為將熱傳遞流體從研磨墊111的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向噴射，并且研磨墊111的表面殘留的異物能夠被通過噴射噴嘴610噴射的熱傳遞流體向研磨墊111的外側(cè)排出。
[0110]此外，根據(jù)本實用新型，可構(gòu)成為在所述的溫度調(diào)節(jié)部200上用于基板的化學研磨的研磨液(CMP slurry)得到供給。當然，根據(jù)不同的情況，也可以構(gòu)成為通過和溫度調(diào)節(jié)部另外設(shè)置的研磨液供給部向研磨墊的上面供給研磨液。
[0111]例如，在所述溫度調(diào)節(jié)部200上可形成有研磨液供給孔330，并且用于基板的化學研磨工藝的研磨液通過研磨液供給孔330可供給至研磨墊111的上面。優(yōu)選地，所述研磨液供給孔330沿著研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向可配置于所述噴射噴嘴610的后方。
[0112]就所述構(gòu)造而言，研磨墊111的表面殘留的異物憑借通過噴射噴嘴610所噴射的熱傳遞流體而向研磨墊111的外側(cè)排出后，能夠向所清除的研磨墊111的表面供給新的研磨液。
[0113]所述研磨液供給孔330可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造。例如，所述研磨液供給孔330沿著研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向可形成于所述的殼體部件310的出口側(cè)。根據(jù)不同的情況，研磨液供給孔也可以形成為與殼體部件的外面相連接的構(gòu)造。
[0114]此外，參照圖8，在與所述研磨墊111面對的溫度調(diào)節(jié)部200的底面可形成有與研磨液供給孔330連通的研磨液涂覆槽(slot)340，并且供給至所述研磨液供給孔330的研磨液可通過研磨液涂覆槽(slot)340涂覆至研磨墊111的上面。
[0115]優(yōu)選地，所述研磨液涂覆槽(slot)340可沿著溫度調(diào)節(jié)部200 (殼體部件)的出口端形成為弧形態(tài)，并且供給至研磨液供給孔330的研磨液可沿著弧形態(tài)的涂覆槽得到大面積的涂覆。并且，供給至研磨液供給孔330的研磨液在填充至研磨液涂覆槽340后，能夠沿著研磨液涂覆槽340得到大面積的涂覆，因此研磨墊111的表面整體上能夠大面積地涂覆有均勻量的研磨液。
[0116]另外，根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置可包括:溫度測定部，其對研磨墊111的溫度進行測定；以及控制部800，其根據(jù)所述溫度測定部所測定的結(jié)果對溫度調(diào)節(jié)部200進行控制。
[0117]所述溫度測定部根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可以以通過各種方式對研磨墊111的溫度進行測定的形式形成。例如，參照圖5，溫度測定部可包括:第一溫度測定部710，其在研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的入口對研磨墊111的表面溫度進行測定；以及第二溫度測定部720，其在研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的出口對研磨墊111的表面溫度進行測定，并且所述控制部800可根據(jù)在第一溫度測定部710和第二溫度測定部720所測定的結(jié)果來控制溫度調(diào)節(jié)部200。
[0118]換句話說，在執(zhí)行通過所述溫度調(diào)節(jié)部的溫度調(diào)節(jié)工藝之前，首先利用第一溫度測定部710在溫度調(diào)節(jié)部200的入口測定研磨墊111的溫度，并且如果通過溫度調(diào)節(jié)部的溫度調(diào)節(jié)工藝結(jié)束，則再次利用第二溫度測定部720在溫度調(diào)節(jié)部200的出口測定研磨墊111的溫度后，根據(jù)在第一溫度測定部710和第二溫度測定部720所測定的結(jié)果來控制溫度調(diào)節(jié)部200，由此可對研磨墊111的溫度進行更為準確地控制。優(yōu)選地，所述控制部800可以對溫度調(diào)節(jié)部200進行控制，以便使得在第一溫度測定部710所測定的溫度和在第二溫度測定部720所測定的溫度偏差處于所設(shè)定的范圍(例如，1°C?5°C)內(nèi)。
[0119]在此，所謂的控制部800對溫度調(diào)節(jié)部200進行控制，可以理解為將以下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件400(例如，熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對通過熱傳遞流體供給部600所供給的熱傳遞流體的供給量進行調(diào)節(jié)。
[0120]所述第一溫度測定部710及第二溫度測定部720可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造。例如，所述第一溫度測定部710可包括多個第一溫度傳感器712，所述多個第一溫度傳感器712以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的入口，而所述第二溫度測定部720可包括多個第二溫度傳感器722，所述多個第二溫度傳感器722以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的出口。
[0121]作為所述第一溫度傳感器712及所述第二溫度傳感器722可根據(jù)所需的種類及設(shè)計樣式而使用各種溫度傳感器。例如，作為所述第一溫度傳感器712及第二溫度傳感器722可以使用常用的紅外線(IR)溫度傳感器，并且第一溫度傳感器712及第二溫度傳感器722可安裝于傳感器安裝孔(未示出)，所述傳感器安裝孔形成于所述的殼體部件310。根據(jù)不同的情況，第一溫度傳感器及第二溫度傳感器可以使用其他的非接觸傳感器。不同地，也可以在安裝有研磨墊的研磨平板的上面安裝接觸式溫度傳感器，并利用接觸式溫度傳感器來測定研磨墊的溫度。
[0122]另外，圖14是用于說明根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置的控制方法的框圖。并且對于與所述構(gòu)成相同及相當于相同的部分賦予相同或相當于相同的參照標號，并且省略對其的詳細說明。
[0123]參照圖14，化學機械研磨裝置的控制方法包括:溫度測定步驟S10，對所述研磨墊111的表面溫度進行測定;溫度調(diào)節(jié)步驟S20，根據(jù)在所述溫度測定步驟中所測定的結(jié)果，對流體的溫度進行調(diào)節(jié)，從而以流體為媒介來調(diào)節(jié)研磨墊111的溫度。所述化學機械研磨裝置包括:研磨墊111，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸;溫度調(diào)節(jié)部200，其以間隔的形式設(shè)置于所述研磨墊111的上部，并以研磨墊111的上面存在的流體為媒介調(diào)節(jié)研磨墊111的表面溫度。
[0124]步驟1-1:
[0125]首先，對所述研磨墊111的表面溫度進行測定S10。
[0126]作為參考，所述研磨墊111的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊111的表面沿著研磨墊111的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0127]在所述溫度測定步驟SlO中，根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式來測定研磨墊111的溫度。例如，在所述溫度測定步驟SlO中，可個別地對所述多個表面區(qū)間的溫度進行測定。
[0128]優(yōu)選地，所述溫度測定步驟SlO包括:入口溫度測定步驟，在所述研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的入口對多個表面區(qū)間的表面溫度進行測定；出口溫度測定步驟，在所述研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的出口對多個表面區(qū)間的表面溫度進行測定。
[0129]作為參考，所述入口溫度可通過第一溫度測定部710測定，所述第一溫度測定部710包括多個第一溫度傳感器712，所述多個第一溫度傳感器712以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的入口，并且所述出口溫度可通過第二溫度測定部720測定，所述第二溫度測定部720包括多個第二溫度傳感器722，所述多個第二溫度傳感器722以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于研磨墊111的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的溫度調(diào)節(jié)部200的出口。
[0130]所述第一溫度傳感器712及所述第二溫度傳感器722可根據(jù)所需的種類及設(shè)計樣式而使用各種溫度傳感器。例如，作為所述第一溫度傳感器712及第二溫度傳感器722可以使用常用的紅外線(IR)溫度傳感器，并且第一溫度傳感器712及第二溫度傳感器722可安裝于傳感器安裝孔(未示出)，所述傳感器安裝孔形成于所述的殼體部件310。根據(jù)不同的情況，也可以在安裝有研磨墊的研磨平板的上面安裝接觸式溫度傳感器，并利用接觸式溫度傳感器來測定研磨墊的溫度。
[0131]步驟1-2:
[0132]以下，根據(jù)所述溫度測定步驟中所測定的結(jié)果來調(diào)節(jié)流體的溫度，從而以流體為媒介來調(diào)節(jié)研磨墊111的溫度S20。
[0133]優(yōu)選地，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中，根據(jù)在溫度測定步驟SlO中個別地測定的多個表面區(qū)間的溫度，可以個別地對所述多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。更為優(yōu)選地，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟中為了使得入口溫度測定步驟和出口溫度測定步驟中所測定的溫度偏差在已設(shè)定的范圍(例如，1°C?5°C)內(nèi)，可以個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0134]在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中，研磨墊111的溫度調(diào)節(jié)根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式進行。例如，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中對溫度調(diào)節(jié)部200進行控制，從而以研磨墊111的上面存在的流體為媒介可以對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)，所述溫度調(diào)節(jié)部200以間隔的形式設(shè)置于研磨墊111的上部。
[0135]作為參考，在本實用新型中，所謂的研磨墊111的上面存在的流體可包括研磨墊111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一種。但是根據(jù)不同的情況，也可以是如下構(gòu)成:溫度調(diào)節(jié)部以氣體為媒介，對研磨墊的表面溫度進行調(diào)節(jié)。
[0136]所述溫度調(diào)節(jié)部200可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為將研磨墊111的上面存在的流體112用作熱傳遞媒介從而可對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。
[0137]例如，所述溫度調(diào)節(jié)部200可包括:區(qū)間分割部件300，其提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式分割;熱傳遞部件400，其分別設(shè)置于多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6上，并且與研磨墊111的表面存在的流體實現(xiàn)熱傳遞。
[0138]所述區(qū)間分割部件300提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間(Cl?C6)，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間(Cl?C6)以與多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式分割。在此，所謂的多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間(Cl?C6)可以理解為以與多個表面區(qū)間對應(yīng)的形式獨立地分割(劃分)的空間，并且在特定溫度調(diào)節(jié)區(qū)間內(nèi)只能夠?qū)ο鄬?yīng)的特定表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)，例如，所述溫度調(diào)節(jié)部200可大致設(shè)置為扇形(sector)形狀，并且各個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6可設(shè)置為具有不同半徑的弧(arc)形態(tài)，所述各個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間Cl?C6通過區(qū)間分割部件300來得到提供。
[0139]所述熱傳遞部件400可形成為與研磨墊111表面存在的流體接觸，并可進行熱傳遞的各種構(gòu)造。所述熱傳遞部件400可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。假設(shè)，特定表面區(qū)間的溫度較高時，熱傳遞部件400得到冷卻，由此以特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，可降低特定表面區(qū)間的溫度。相反地，其他的特定表面區(qū)間的溫度較低時，熱傳遞部件400得到加熱，由此以其他的特定表面區(qū)間的存在的流體為媒介，也可提升其他的特定表面區(qū)間的溫度。
[0140]所述熱傳遞部件400的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。例如，作為所述熱傳遞部件400可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0141]此外，所述熱傳遞部件400的上部可設(shè)置有放熱部件500，以便與熱傳遞部件400能夠進行熱傳遞，所述放熱部件500的上部可設(shè)置有熱傳遞流體供給部600，所述熱傳遞流體供給部600供給能夠與放熱部件500進行熱傳遞的熱傳遞流體。
[0142]作為參考，所謂的在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中對溫度調(diào)節(jié)部200進行控制，可以理解為將以下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件400 (熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對通過熱傳遞流體供給部600所供給的熱傳遞流體的供給量進行調(diào)節(jié)?；镜?，在溫度調(diào)節(jié)步驟S20中調(diào)節(jié)熱電元件的溫度，從而通過流體的溫度調(diào)節(jié)可以對研磨墊111的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0143]以下，對根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置進行說明。圖9是用于說明根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的圖，圖10至圖12是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置，用于說明溫度調(diào)節(jié)部的圖，圖13是根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置，用于說明流體流動槽的圖。并且，針對與所述構(gòu)成相同及相當于相同的部分賦予相同或相當于相同的參照標號，并且省略對其的詳細說明。
[0144]參照圖9至圖13，根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置包括研磨墊111及溫度調(diào)節(jié)部20(/。
[0145]所述研磨墊111可形成為具有圓形盤(disc)形態(tài)，并且設(shè)置于旋轉(zhuǎn)的研磨平板110的上面。
[0146]在向所述研磨墊111的上面供給研磨液的狀態(tài)下，通過載體頭(Carrier Head) 120將基板加壓到研磨墊111的上面，由此可以執(zhí)行化學機械研磨工藝，并且利用研磨墊111及研磨液的化學機械研磨工藝結(jié)束后，可將基板10移動至清洗裝置。
[0147]作為參考，本實用新型中所謂的基板10可理解為在研磨墊111上可以被研磨的研磨對象，并且本實用新型并非受基板10的種類及特性的限制或限定。例如，可使用晶元作為基板I O。
[0148]所述載體頭120可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造。例如，所述載體頭120可包括:本體部(未示出)，其以可旋轉(zhuǎn)的形式設(shè)置;基底(base)部(未示出)，其以能夠與所述本體部共同旋轉(zhuǎn)的形式設(shè)置;彈性膜(membraneK未示出)，其設(shè)置于所述基底部的底面。
[0149]所述彈性膜中央部形成有開口部，并且與彈性膜的中央部鄰接的內(nèi)側(cè)端可固定于基底部，而彈性膜的外側(cè)端通過結(jié)合于基底部的邊緣(edge)部的固定圈(retainer ring)來固定于基底部。
[0150]所述彈性膜可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式形成為各種構(gòu)造。例如，在所述彈性膜可形成多個活板(flap)(例如，環(huán)形狀的活板)，并且通過多個活板在基底部和彈性膜之間可形成多個壓力室，所述多個壓力室沿著基底部的半徑方向劃分。
[0151]在所述基底部和彈性膜之間各個壓力室可分別設(shè)置有用于測定壓力的壓力傳感器。所述各個壓力室的壓力通過壓力室控制部80(Τ的控制能夠個別地得到調(diào)節(jié)，并且對各個壓力室的壓力進行調(diào)節(jié)，從而可個別地對基板10得到加壓的壓力進行調(diào)節(jié)。
[0152]此外，所述載體頭120的中心部可形成有中心部壓力室(未示出)，所述中心部壓力室通過彈性膜的開口而貫通形成。所述中心部壓力室與基板10直接連通，從而在拋光(polishing)工藝中不僅將對晶元進行加壓，而且起到如下作用:在吸入壓力的作用下，將基板10緊貼于載體頭120的彈性膜，由此以抓握基板10的狀態(tài)向第三位置(例如，清洗裝置)移動。
[0153]此外，所述研磨墊111的上面另一側(cè)設(shè)置有用于對研磨墊111的表面進行改質(zhì)的調(diào)節(jié)器。
[0154]所述調(diào)節(jié)器設(shè)置為以臂部(arm)141的旋轉(zhuǎn)中心為基準進行回轉(zhuǎn)運動，并且通過調(diào)節(jié)器40的機械修整(dressing)工藝來使得研磨墊111可保持一定的研磨面。
[0155]所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ設(shè)置于研磨墊111的上部，并且構(gòu)成為將所述研磨墊111的表面分割為多個表面區(qū)間，并個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0156]所述研磨墊111的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式利用溫度調(diào)節(jié)部20(Τ分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊111的表面沿著研磨墊111的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。以下，將以研磨墊111的表面沿著研磨墊111的半徑方向分割為具有環(huán)形狀的六個表面區(qū)間(Zl?Ζ6)為例進行說明。根據(jù)不同的情況，研磨墊的表面也可以分割為五個以下或七個以上的表面區(qū)間。不同地，溫度調(diào)節(jié)部將研磨墊的表面以研磨墊的旋轉(zhuǎn)中心為基準，也可以分割為具有放射狀構(gòu)造的多個表面區(qū)間，或分割為具有其他構(gòu)造的多個表面區(qū)間。
[0157]所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而可形成為可獨立地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。例如，所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ可包括接觸部件30(Τ及熱傳遞部件40(/。
[0158]所述接觸部件30(Τ分別設(shè)置于多個表面區(qū)間，從而在多個表面區(qū)間以能夠與研磨墊111進行熱傳遞的方式直接接觸于研磨墊111的表面。
[0159]所述接觸部件30(Τ接觸于研磨墊111，并且可以由能夠進行熱傳遞的各種構(gòu)造及材料形成。優(yōu)選地，所述接觸部件30(Τ可以由如下材料形成:使得研磨墊111的損傷最小化的同時使得熱傳遞效率最大化。例如，接觸部件30(Τ可由熱傳導(dǎo)率高的碳化硅(SiC)等陶瓷(ceramic)材料形成。
[0160]所述接觸部件30(Τ根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可設(shè)置為以各種方式與研磨墊111的表面接觸。假如，所述接觸部件30(/可以面接觸或線接觸于研磨墊111的表面。以下，將以所述接觸部件30(Τ形成為四方塊形態(tài)為例進行說明，所述四方塊具有與各個表面區(qū)間的寬幅長度相對應(yīng)的寬幅長度。根據(jù)不同的情況，也可以構(gòu)成為利用熱傳導(dǎo)率優(yōu)秀的中間介質(zhì)，使得接觸部件與研磨墊的表面間接接觸。
[0161]作為參考，所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ個別地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)，并且所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ可部分地設(shè)置在研磨墊111的上面部分區(qū)域。所述構(gòu)造能夠在研磨墊111的上面執(zhí)行利用載體頭的化學機械研磨工藝，以及利用調(diào)節(jié)器的研磨墊111的改質(zhì)工藝，與此同時可執(zhí)行通過溫度調(diào)節(jié)部20(/的表面溫度調(diào)節(jié)工藝。
[0162]所述熱傳遞部件40(Τ設(shè)置于接觸部件30(Τ的上面，以便與接觸部件30(Τ實現(xiàn)熱傳遞，并且構(gòu)成為通過對熱傳遞部件40(Τ的溫度進行調(diào)節(jié)，從而對與熱傳遞部件40(Τ進行熱傳遞的接觸部件30(Τ的溫度進行調(diào)節(jié)。例如，所述熱傳遞部件40(Τ可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。假設(shè)，特定表面區(qū)間的溫度較高時，熱傳遞部件40(Τ得到冷卻，由此降低特定表面區(qū)間的存在的接觸部件30(Τ的溫度，從而能夠降低與接觸部件30(Τ接觸的特定表面區(qū)間的溫度。相反地，也可以在其他的特定表面區(qū)間的溫度較低時，對熱傳遞部件40(Τ進行加熱，從而以接觸部件30(Τ為媒介，從而提升其他的特定表面區(qū)間的溫度。
[0163]所述熱傳遞部件40(Τ的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。參照圖10，作為所述熱傳遞部件40(^可以使用常用的熱電元件(thermoelectriceIement)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe11ier)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0164]此外，參照圖10至圖12，所述熱傳遞部件40(T的上部可設(shè)置有冷卻部50(Τ，所述冷卻部50(/用于對熱傳遞部件40(/進行冷卻。
[0165]所述冷卻部50(Τ的設(shè)置是為了將熱傳遞部件40(T的熱向外部放出。所述冷卻部50(Τ可以形成為能夠與熱傳遞部件40(Τ進行熱傳遞的各種構(gòu)造，并且本實用新型并非受到放冷卻部50(Τ的構(gòu)造及特性的限制或限定。例如，所述冷卻部50(Τ可包括:冷卻板51(Τ，其以能夠進行熱傳遞的方式與所述熱傳遞部件400'的上部連接;冷卻流體流路520'，其使得冷卻流體沿著所述冷卻板51(/的內(nèi)部進行流動。
[0166]在設(shè)置于所述各個冷卻部50(Τ的冷卻流體流路52(Τ中，使得冷卻流體能夠分別個別地供給或統(tǒng)一供給。例如，參照圖12，所述各個冷卻部50(Τ的冷卻流體流路52(Τ的入口能夠與冷卻流體注入管線共同地連接，并且各個冷卻部50(Τ的冷卻流體流路52(Τ的出口能夠與冷卻流體排出管線共同地連接。
[0167]并且，所述冷卻板51(Τ可以由熱傳導(dǎo)率優(yōu)秀的材料形成，并且作為冷卻流體可以使用各中種類的流體。
[0168]此外，分別個別地設(shè)置于所述多個表面區(qū)間的接觸部件30(Τ及熱傳遞部件40(Τ通過設(shè)置于研磨墊111的上部的連接部件60(/可連接為一體。
[0169]所述連接部件60(^可以形成為能夠?qū)⑾嗷ム徑拥慕佑|部件30(^及熱傳遞部件40(Τ連接為一體的多種構(gòu)造。例如，所述連接部件600'可以形成為具有規(guī)定長度的條(bar)形態(tài)，并且在連接部件60(Τ的底面可以依次附著有與各個表面區(qū)間相對應(yīng)的冷卻部50(Τ、熱傳遞部件40(/及接觸部件30(/。
[0170]此外，所述連接部件60(Τ可以由柔韌的(flexible)材料形成，并且所述接觸部件30(Τ在連接于連接部件60(Τ的狀態(tài)下可以構(gòu)成為通過自身重量(self load)與研磨墊111接觸。
[0171]在此，所謂的所述接觸部件30(Τ通過自身重量與研磨墊111接觸可以理解為通過接觸部件30(Τ的自身重量使得連接部件60(Τ彎曲并使得接觸部件30(Τ接觸于研磨墊111。此外，所述接觸部件30(Τ通過自身重量與研磨墊111接觸的狀態(tài)可以理解為接觸部件30(Τ及連接部件60(Τ的重量完全不作用于研磨墊111的表面的狀態(tài)，或者可以理解為只有接觸部件30(Τ及連接部件60(Τ的全部重量中極小的一部分重量作用于研磨墊111的表面的狀
??τ O
[0172]優(yōu)選地，在所述連接部件60(Τ可形成流動引導(dǎo)槽61(Τ，以便按照多個表面區(qū)間的各個區(qū)域沿著上下方向的連接部件60(Τ的流動性能夠得到有效保障。例如，所述流動引導(dǎo)槽610'可以形成于連接部件60(Τ的底面，以便形成于多個表面區(qū)間區(qū)域之間所對應(yīng)的位置上。根據(jù)不同的情況，將流動引導(dǎo)槽形成于連接部件的上面，或者以其他構(gòu)造向連接部件提供流動性。
[0173]此外，參照圖13，所述接觸部件30(Τ的底面可形成有流體流動槽31(Τ，所述流體流動槽31(/用于使得研磨墊111的上面存在的流體流動。
[0174]在此，所謂的研磨墊111的上面存在的流體可包括研磨墊111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一種。根據(jù)不同的情況，研磨墊的上面存在的流體也可以包括氣體，所述氣體在研磨墊的上面得到強制流動。
[0175]根據(jù)所述研磨墊111的旋轉(zhuǎn)，研磨墊111的上面存在流體可沿著流體流動槽31(T流動。優(yōu)選地，所述流體流動槽31 (Τ設(shè)置為使得流體從研磨墊111的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動。例如，所述流體流動槽31(/可以形成為從研磨墊111的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)的曲線形態(tài)。
[0176]所述構(gòu)造能夠使得研磨墊111的上面存在的流體，換句話說，化學機械研磨工藝所使用的流體，以及包含于流體的異物沿著流體流動槽31(T從研磨墊111的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動，之后向研磨墊111的外側(cè)排出。
[0177]再次參照圖9，根據(jù)本實用新型的化學機械研磨裝置可包括:溫度測定部70(Τ，其對研磨墊111的溫度進行測定；以及控制部80(/，其根據(jù)所述溫度測定部70(Τ所測定的結(jié)果對溫度調(diào)節(jié)部200'進行控制。
[0178]所述溫度測定部70(Τ根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可以設(shè)置為通過各種方式對研磨墊111的溫度進行測定。例如，參照圖9，溫度測定部70(/可包括配置于多個表面區(qū)間的各個區(qū)域的多個溫度傳感器71(T，并且所述控制部80(/可根據(jù)多個溫度傳感器71(T所測定的結(jié)果來個別地控制多個表面區(qū)間的溫度。
[0179]在此，所謂的控制部80(Τ控制溫度調(diào)節(jié)部20(Τ可以理解為將以下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件40(Τ (例如，熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對冷卻部50(Τ的冷卻性能(冷卻流體供給量)進行調(diào)節(jié)。
[0180]作為所述溫度傳感器71(Τ可根據(jù)所需的種類及設(shè)計樣式而使用各種溫度傳感器7107。例如，作為所述溫度傳感器710'可使用常用的紅外線(IR)溫度傳感器71(Τ，并且溫度傳感器71(Τ可安裝于傳感器安裝孔(未示出)，所述傳感器安裝孔形成于所述的連接部件60(Τ上。根據(jù)不同的情況，作為溫度傳感器可以使用其他的非接觸傳感器。不同地，也可以在安裝有研磨墊的研磨平板的上面安裝接觸式溫度傳感器，并利用接觸式溫度傳感器來測定研磨墊的溫度。
[0181]另外，圖15是用于說明根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的控制方法的框圖。并且對于與所述構(gòu)成相同及相當于相同的部分賦予相同或相當于相同的參照標號，并且省略對其的詳細說明。
[0182]參照圖15，化學機械研磨裝置的控制方法包括:溫度測定步驟S10，對所述研磨墊111的表面溫度進行測定;溫度調(diào)節(jié)步驟S20，根據(jù)所述溫度測定步驟中所測定的結(jié)果，對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。所述化學機械研磨裝置包括:研磨墊111，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸;溫度調(diào)節(jié)部20(Τ，其設(shè)置于所述研磨墊111的上部，并將研磨墊111的表面分割為多個表面區(qū)間，并且獨立地對多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0183]步驟2-1:
[0184]首先，對所述研磨墊111的表面溫度進行測定S10。
[0185]作為參考，所述研磨墊111的表面根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式分割為多個表面區(qū)間。例如，所述研磨墊111的表面沿著研磨墊111的半徑方向可分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)的多個表面區(qū)間。
[0186]在所述溫度測定步驟SlO中，根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式來測定各個表面區(qū)間的溫度。例如，所述各個表面區(qū)間的溫度通過溫度測定部70(Τ可測定，所述溫度測定部70(/包括配置于多個表面區(qū)間的各個區(qū)域的多個溫度傳感器710\
[0187]作為所述溫度傳感器710'可根據(jù)所需的種類及設(shè)計樣式使用各種溫度傳感器7107。例如，作為所述溫度傳感器710'可以使用常用的紅外線(IR)溫度傳感器71(T。根據(jù)不同的情況，也可以在安裝有研磨墊的研磨平板的上面安裝接觸式溫度傳感器，并利用接觸式溫度傳感器來測定研磨墊的溫度。
[0188]步驟2-2:
[0189]以下，根據(jù)所述溫度測定步驟中所測定的結(jié)果來調(diào)節(jié)多個表面區(qū)間的溫度S20。
[0190]換句話說，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中，根據(jù)在溫度測定步驟SlO中所個別地測定的多個表面區(qū)間的溫度，可以個別地對所述多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0191]作為參考，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中，研磨墊111的溫度調(diào)節(jié)根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可通過各種方式進行。
[0192]例如，在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中對設(shè)置于研磨墊111的上部的溫度調(diào)節(jié)部20(Τ進行控制，從而可調(diào)節(jié)研磨墊111的表面溫度。
[0193]所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式可形成為對研磨墊111的表面溫度進行調(diào)節(jié)的各種構(gòu)造。例如，所述溫度調(diào)節(jié)部20(Τ可包括:接觸部件30(Τ，其以能夠與所述研磨墊111進行熱傳遞的形式，與研磨墊111的表面接觸；熱電元件，其與所述接觸部件3007實現(xiàn)熱傳遞;冷卻部40(/，其用于對所述熱電元件進行冷卻，從而所述溫度調(diào)節(jié)部20(/可分別個別地設(shè)置于多個表面區(qū)間。
[0194]所述接觸部件30(Τ接觸于研磨墊111，并且可以由能夠進行熱傳遞的各種構(gòu)造及材料形成。優(yōu)選地，所述接觸部件30(Τ可以由如下材料形成:使得研磨墊111的損傷最小化的同時使得熱傳遞效率最大化。
[0195]所述熱傳遞部件40(Τ設(shè)置于接觸部件30(Τ的上面，以便與接觸部件30(Τ實現(xiàn)熱傳遞，并且構(gòu)成為通過對熱傳遞部件40(Τ的溫度進行調(diào)節(jié)，從而對與熱傳遞部件40(Τ進行熱傳遞的接觸部件30(Τ的溫度進行調(diào)節(jié)。例如，所述熱傳遞部件40(Τ可設(shè)置為根據(jù)多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。
[0196]所述熱傳遞部件40(Τ的種類及特性可根據(jù)所需的條件及設(shè)計樣式而進行各種變更。例如，作為所述熱傳遞部件40(/可以使用常用的熱電元件(thermoelectric element)，所述熱電元件利用帕爾帖(Pe 11 i er)效應(yīng)所致的吸熱或放熱。
[0197]此外，所述熱傳遞部件40(Τ的上部可設(shè)置有冷卻部50(Τ，所述冷卻部50(Τ用于冷卻熱傳遞部件40(Τ。所述冷卻部50(/可以形成為能夠?qū)醾鬟f部件40(Τ的熱向外部放出的各種構(gòu)造。例如，所述冷卻部50(Τ可包括:冷卻板51(Τ，其以能夠進行熱傳遞的方式與所述熱傳遞部件40(Τ的上部連接;冷卻流體流路52(Τ，其用于使得冷卻流體沿著所述冷卻板51(/的內(nèi)部進行流動。
[0198]此外，在所述多個表面區(qū)間分別個別地設(shè)置的接觸部件30(Τ及熱傳遞部件40(Τ可通過設(shè)置于研磨墊111的上部的連接部件60(/連接為一體。優(yōu)選地，所述連接部件60(Τ可以由柔韌的(flexible)材料形成，并且所述接觸部件30(Τ在連接于連接部件60(Τ的狀態(tài)下可以構(gòu)成為通過自身重量(self load)與研磨墊111接觸。
[0199]作為參考，所謂的在所述溫度調(diào)節(jié)步驟S20中對溫度調(diào)節(jié)部20(Τ進行控制，可以理解為將以下構(gòu)成都包括在內(nèi)的概念:對施加于熱傳遞部件40(Τ (例如，熱電元件)的電源進行調(diào)節(jié)，或者對冷卻部50(/的冷卻性能(冷卻流體供給量)進行調(diào)節(jié)。基本地，在溫度調(diào)節(jié)步驟S20中調(diào)節(jié)熱電元件的溫度，從而通過調(diào)節(jié)接觸部件30(Τ的溫度，可以對研磨墊111的溫度進行調(diào)節(jié)。
[0200]此外，根據(jù)本實用新型的另一個實施例的化學機械研磨裝置的控制方法可包括流體流動步驟，所述流體流動步驟使得所述研磨墊111的上面存在的流體從研磨墊111的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動。
[0201]為此，所述接觸部件30(Τ的底面可形成有流體流動槽(參照圖13的31(Τ)，所述流體流動槽用于使得研磨墊111的上面存在的流體流動，并且研磨墊111的上面存在的流體，換句話說，化學機械研磨工藝中所使用的流體，以及包含于流體的異物沿著流體流動槽31 從研磨墊111的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動，之后向研磨墊111的外側(cè)排出。
[0202]在此，所謂的研磨墊111的上面存在的流體112可包括研磨墊111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一種。根據(jù)不同的情況，也可以包括氣體，所述氣體使得研磨墊的上面存在的流體強制地流動在研磨墊的上面。
[0203]如上所述，參照本實用新型的優(yōu)選實施例進行了說明，但是可以理解為，所屬技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者能夠在不脫離以下權(quán)利要求范圍所記載的本實用新型的思想及領(lǐng)域的范圍內(nèi)對本實用新型進行各種修改及變更。
[0204]標號說明
[0205]110:研磨平板111:研磨墊
[0206]120:載體頭200:溫度調(diào)節(jié)部
[0207]300:區(qū)間分割部件310:殼體部件
[0208]320:隔斷部件330:研磨液供給孔
[0209]340:研磨液涂覆槽400:熱傳遞部件
[0210]500:放熱部件600:熱傳遞流體供給部
[0211]610:噴射噴嘴710:第一溫度測定部
[0212]720:第二溫度測定部800:控制部
【主權(quán)項】
1.一種化學機械研磨裝置，其包括: 研磨墊，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸； 溫度調(diào)節(jié)部，其以間隔的形式設(shè)置于所述研磨墊的上部，并以所述研磨墊的上面存在的流體為媒介調(diào)節(jié)所述研磨墊的表面溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述溫度調(diào)節(jié)部將所述研磨墊的表面分割為多個表面區(qū)間，并獨立地對所述多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述多個表面區(qū)間沿著所述研磨墊的半徑方向分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)部包括: 區(qū)間分割部件，其提供多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與所述多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式分割； 熱傳遞部件，其分別設(shè)置于所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間上，并且與所述研磨墊的表面存在的流體實現(xiàn)熱傳遞。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述熱傳遞部件可設(shè)置為根據(jù)所述多個表面區(qū)間的溫度可選擇性地進行加熱或冷卻。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述熱傳遞部件是熱電元件。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，還包括: 放熱部件，其以能夠進行熱傳遞的方式與所述熱傳遞部件的上部連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，還包括: 熱傳遞流體供給部，其設(shè)置于所述熱傳遞部件的上部，并供給能夠與放熱部件進行熱傳遞的熱傳遞流體。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，還包括: 噴射噴嘴，其連接于所述熱傳遞流體供給部的出口，并且將通過所述熱傳遞流體供給部所供給的所述熱傳遞流體噴射至所述研磨墊的表面。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述噴射噴嘴設(shè)置為將所述熱傳遞流體從所述研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向噴射。11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述區(qū)間分割部件包括: 殼體部件，其設(shè)置為覆蓋所述研磨墊的上面一部分； 隔斷部件，其將所述殼體部件的內(nèi)部空間分割為所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間，所述多個溫度調(diào)節(jié)區(qū)間以與所述多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式分割， 所述多個表面區(qū)間通過所述隔斷部件來定義。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 在所述溫度調(diào)節(jié)部上形成有研磨液供給孔， 用于所述基板的化學研磨工藝的研磨液通過所述研磨液供給孔供給至所述研磨墊的上面。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 在與所述研磨墊相面對的所述溫度調(diào)節(jié)部的底面形成有與所述研磨液供給孔連通的研磨液涂覆槽， 供給至所述研磨液供給孔的所述研磨液沿著所述研磨液涂覆槽涂覆至所述研磨墊的上面。14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，包括: 第一溫度測定部，其在所述研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的所述溫度調(diào)節(jié)部的入口對所述研磨墊的表面溫度進行測定； 第二溫度測定部，其在所述研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的所述溫度調(diào)節(jié)部的出口對所述研磨墊的表面溫度進行測定； 控制部，其根據(jù)所述第一溫度測定部和所述第二溫度測定部所測定的結(jié)果對所述溫度調(diào)節(jié)部進行控制。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述控制部對所述溫度調(diào)節(jié)部進行控制，以便使得所述第一溫度測定部所測定的溫度和所述第二溫度測定部所測定的溫度偏差在已設(shè)定的范圍內(nèi)。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述第一溫度測定部包括多個第一溫度傳感器，所述多個第一溫度傳感器以與所述多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于所述研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的所述溫度調(diào)節(jié)部的入P, 所述第二溫度測定部包括多個第二溫度傳感器，所述多個第二溫度傳感器以與所述多個表面區(qū)間相對應(yīng)的形式，分別配置于所述研磨墊的旋轉(zhuǎn)方向側(cè)的所述溫度調(diào)節(jié)部的出□ O17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述流體包括所述研磨墊的上面存在的研磨液及清洗水中至少任何一種。18.一種化學機械研磨裝置，其特征在于，包括: 研磨墊，其在化學機械研磨工藝中與基板接觸； 溫度調(diào)節(jié)部，其設(shè)置于所述研磨墊的上部，并且將所述研磨墊的表面分割為多個表面區(qū)間，并獨立地對所述多個表面區(qū)間的溫度進行調(diào)節(jié)。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述多個表面區(qū)間沿著所述研磨墊的半徑方向分割為具有不同直徑的環(huán)形態(tài)。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)部包括: 接觸部件，其以能夠與所述研磨墊進行熱傳遞的形式，與所述研磨墊的表面接觸； 熱傳遞部件，其與所述接觸部件實現(xiàn)熱傳遞， 所述接觸部件及所述熱傳遞部件分別個別地設(shè)置于所述多個表面區(qū)間。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述熱傳遞部件是熱電元件。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，還包括: 冷卻部，其用于對所述熱傳遞部件進行冷卻。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述冷卻部包括: 冷卻板，其以能夠進行熱傳遞的形式與所述熱傳遞部件的上部連接； 冷卻流體流路，其使得冷卻流體沿著所述冷卻板的內(nèi)部進行流動。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，包括: 連接部件，其設(shè)置于所述研磨墊的上部，并且將分別個別地設(shè)置于所述多個表面區(qū)間的所述接觸部件及所述熱傳遞部件連接為一體。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述連接部件由柔韌的材料形成，并且所述接觸部件在連接于所述連接部件的狀態(tài)下通過自身重量與所述研磨墊接觸。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 在所述連接部件形成有流動引導(dǎo)槽，所述流動引導(dǎo)槽用于按照所述多個表面區(qū)間的各個區(qū)域提供沿著上下方向的流動性。27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，包括: 溫度測定部，其對所述研磨墊的溫度進行測定； 控制部，其根據(jù)所述溫度測定部所測定的結(jié)果來對所述溫度調(diào)節(jié)部進行控制。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述溫度測定部包括配置于所述多個表面區(qū)間的各個區(qū)域的多個溫度傳感器， 控制部根據(jù)所述多個溫度傳感器所測定的結(jié)果來個別地控制所述多個表面區(qū)間的溫度。29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 在所述接觸部件的底面形成有流體流動槽，所述流體流動槽用于使得所述研磨墊的上面存在的流體流動。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的化學機械研磨裝置，其特征在于， 所述流體流動槽設(shè)置為使得所述流體從所述研磨墊的內(nèi)側(cè)向朝向外側(cè)的方向流動。
【文檔編號】B24B55/02GK205465663SQ201620142970
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】安俊鎬, 金真圭, 金東旻
【申請人】K.C.科技股份有限公司