化学机械研磨装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种化学机械研磨装置，化学机械研磨装置包括：研磨垫，其在化学机械研磨工艺中与基板接触；温度调节部，其以间隔的形式设置于研磨垫的上部，并以所述研磨垫的上面存在的流体为媒介调节研磨垫的表面温度，所述化学机械研磨装置能够均匀地调节研磨垫的温度。
【专利说明】
化学机械研磨装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种化学机械研磨装置，更为详细地涉及一种化学机械研磨装置，所述化学机械研磨装置能够均匀地调节研磨垫的温度。
【背景技术】
[0002]半导体元件由微细的电路高度密集地制造而成，因此，晶元表面需要进行相应的精密研磨。为了对晶元进行更加精细化的研磨，如图1及图2所示，进行机械研磨及化学研磨并行的化学机械研磨工艺(CMP工艺)。
[0003]换句话说，在研磨平板10的上面，晶元W被加压的同时接触的研磨垫11设置为与研磨平板10—起旋转Ild，并且为了化学研磨，通过供给单元30的研磨液(slurry)供给口 32使得研磨液得以供给的同时，通过摩擦对晶元进行机械研磨。此时，晶元W通过载体头(Carrier Head)20在指定位置上旋转20d，从而进行精密地平坦化的研磨工艺。
[0004]涂覆于所述研磨垫11的表面的研磨液向着附图标号40d所标示的方向旋转的同时，通过调节器(condi t 1ner) 40在研磨垫11上均勾扩散，并能够流入至晶元W，所述调节器40的臂部(arm)41向着标示为41d的方向回旋运动，研磨垫11通过调节器40的机械修整(dressing)工艺可保持一定的研磨面。
[0005]另外，在化学机械研磨工艺中，如果研磨垫11的温度不均匀，则会出现如下问题:研磨均匀度降低，且研磨率的稳定性降低，因此研磨垫11的温度需以均匀的条件得到保持。
[0006]但是，现有存在的问题在于，因根据作为被研磨材料的晶元膜质的研磨垫11的表面温度上升而导致研磨不均匀度上升，且稳定性降低。尤其，问题在于，沿着研磨垫11的半径方向的各个区间上，研磨垫11的表面温度不均匀，由此研磨均匀度降低，且研磨率的稳定性降低。
[0007]此外，问题在于，就利用研磨液的化学研磨工艺而言，因为受温度的影响较大，所以如果研磨垫的表面温度产生偏差，则由于化学研磨量的偏差而导致晶元的研磨面不均匀。
[0008]由此，现有技术中提出了一种能够通过另外的清洗(rinsing)工艺来降低研磨垫的表面温度的方案。但是现有技术的问题在于，不考虑根据研磨垫的表面区间的温度条件，而是一律地对研磨垫的表面进行清洗工艺，由此难以对研磨垫的表面温度整体进行均匀地调节，并且清洗工艺中需中断研磨工艺，因此会降低生产性。
[0009]为此，最近用于对研磨垫的表面温度进行一定地调节，且提升晶元研磨面的品质的各种研究正在进行，但是仍存在不足，因此需要对此的开发。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的在于提供一种化学机械研磨装置，所述化学机械研磨装置能够对研磨垫的表面温度进行均匀地调节。
[0011]尤其，本实用新型的目的在于提供一种化学机械研磨装置及其控制方法，所述化学机械研磨装置能够按照沿着研磨垫的半径方向的各个区间对研磨垫的表面温度进行个别地调节。
[0012]此外，本实用新型的目的在于提供一种化学机械研磨装置及其控制方法，所述化学机械研磨装置能够提高稳定性及可靠性，并且提高生产率。
[0013]此外，本实用新型的目的在于提供一种化学机械研磨装置及其控制方法，所述化学机械研磨装置能够防止由于研磨垫的表面温度偏差所致的化学研磨量的偏差，并且提高基板的研磨质量。
[0014]根据用于实现所述的本实用新型的目的的本实用新型的优选实施例，化学机械研磨装置包括研磨垫和温度调节部，从而能够对研磨垫的温度进行均匀地调节，所述研磨垫在化学机械研磨工艺中与基板接触，所述温度调节部以间隔的形式设置于研磨垫的上部，并以研磨垫的上面存在的流体为媒介调节研磨垫的表面温度。
[0015]作为参考，本实用新型中所谓的基板可理解为利用载体头在研磨垫上可以被研磨的研磨对象，并且本实用新型并非受基板的种类及特性的限制或限定。例如，可使用晶元作为基板。
[0016]此外，在本实用新型中，所谓的研磨垫的上面存在的流体可包括研磨垫的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一种。根据情况的不同，也可以是如下构成:温度调节部以气体为媒介，对研磨垫的表面温度进行调节。
[0017]温度调节部可根据所需的条件及设计样式提供为将研磨垫的上面存在的流体用作热传递媒介从而可对研磨垫的表面温度进行调节的各种构造。优选地，所述温度调节部可以如下形式构成:将研磨垫的表面分割为多个表面区间，并且将研磨垫的上面存在的流体用作热传递媒介，从而对多个表面区间的温度进行独立地调节。
[0018]研磨垫的表面根据所需的条件及设计样式而可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫的表面沿着研磨垫的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0019]优选地，温度调节部设置有与多个表面区间对应分割的多个温度调节区间，并且所述温度调节部可部分地设置在研磨垫的上面一部分区域。所述构造能够在研磨垫的上面执行利用载体头的化学机械研磨工艺，以及利用调节器(condi t i oner)的研磨垫的改质工艺，与此同时可执行通过温度调节部的表面温度调节工艺。
[0020]作为温度调节部的一个例子，温度调节部可包括:区间分割部件，其提供多个温度调节区间，所述多个温度调节区间以与多个表面区间相对应的形式分割;热传递部件，其分别设置于多个温度调节区间上，并且与研磨垫的表面存在的流体实现热传递。
[0021 ]区间分割部件可根据所需的条件及设计样式而以各种构造形成，例如，区间分割部件可包括:壳体(housing)部件，其设置为覆盖研磨垫的上面一部分;隔断部件，其将壳体部件的内部空间分割为多个温度调节区间，所述多个温度调节区间以与多个表面区间对应的形式分割，并且多个表面区间可通过隔断部件来定义。
[0022]作为热传递部件，其可形成为与研磨垫表面存在的流体接触，并可进行热传递的各种构造。例如，热传递部件可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。假设，在特定表面区间的温度较高时，热传递部件得到冷却，由此以特定表面区间的存在的流体为媒介，可降低特定表面区间的温度。相反地，在另一个特定表面区间的温度较低时，热传递部件得到加热，由此以另一个特定表面区间的存在的流体为媒介，也可以提升另一个特定表面区间的温度。
[0023]热传递部件的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。例如，作为热传递部件可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0024]此外，热传递部件的上部可设置有放热部件，所述放热部件与热传递部件能够进行热传递。放热部件可以形成为能够与热传递部件进行热传递的各种构造，并且本实用新型并非受到放热部件的种类及特性的限制或限定。例如，作为放热部件可以使用常用的散热器(heat sink)，所述常用的散热器可将热量从热传递部件吸收并向外部散出。
[0025]此外，为了进一步提高凭借放热部件的热传递效果(例如，放热特性)，在放热部件的上部设置热传递流体供给部，所述热传递流体供给部用于供给能够与放热部件进行热传递的热传递流体。在此，所谓的热传递流体可以理解为将液态流体及气态流体都包括在内的概念。
[0026]并且，热传递流体供给部的出口可与喷射喷嘴连接，并且喷射喷嘴的喷射方向可设置为朝向研磨垫的表面。优选地，喷射喷嘴可以设置为将热传递流体从研磨垫的内侧向朝向外侧的方向喷射，并且研磨垫的表面残留的异物能够通过随着喷射喷嘴所喷射的热传递流体而向研磨垫的外侧排出。
[0027]此外，根据本实用新型，可构成为在所述的温度调节部上供给用于基板的化学研磨的研磨液(CMP slurry)。当然，根据情况的不同，也可以构成为通过温度调节部和另外设置的研磨液供给部向研磨垫的上面供给研磨液。例如，在温度调节部上可形成有研磨液供给孔，并且用于基板的化学研磨工艺的研磨液通过研磨液供给孔可供给至研磨垫的上面。优选地，所述研磨液供给孔沿着研磨垫的旋转方向可配置于所述喷射喷嘴的后方。更为优选地，在与研磨垫面对的温度调节部的底面可形成有与研磨液供给孔连通的研磨液涂覆槽(slot)，并且供给至研磨液供给孔的研磨液可沿着研磨液涂覆槽涂覆在研磨垫的上面。
[0028]另外，根据本实用新型的化学机械研磨装置可包括:温度测定部，其对研磨垫的温度进行测定；以及控制部，其根据在温度测定部所测定的结果来对温度调节部进行控制。
[0029]温度测定部根据所需的条件及设计样式而可以以通过各种方式对研磨垫的温度进行测定的形式形成。例如，温度测定部可包括:第一温度测定部，其在研磨垫的旋转方向侧的温度调节部的入口对研磨垫的表面温度进行测定；以及第二温度测定部，其在研磨垫的旋转方向侧的温度调节部的出口对研磨垫的表面温度进行测定，并且所述控制部可根据在第一温度测定部和第二温度测定部所测定的结果来控制温度调节部。
[0030]在此，所谓的控制部对温度调节部进行控制，可以理解为将以下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件(热电元件)的电源进行调节，或者对通过热传递流体供给部所供给的热传递流体的供给量进行调节。
[0031]第一温度测定部及第二温度测定部可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造。例如，第一温度测定部可包括多个第一温度传感器，所述多个第一温度传感器以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫的旋转方向侧的温度调节部的入口，而第二温度测定部可包括多个第二温度传感器，所述多个第二温度传感器以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫的旋转方向侧的温度调节部的出口。
[0032]根据本实用新型的另一个优选实施例，化学机械研磨装置的控制方法包括:温度测定步骤，对研磨垫的表面温度进行测定;温度调节步骤，根据在所述温度测定步骤所测定的结果，对流体的温度进行调节，从而以流体为媒介来调节研磨垫的温度。所述化学机械研磨装置包括:研磨垫，其在化学机械研磨工艺中与基板接触;温度调节部，其以间隔的形式设置于研磨垫的上部，并以研磨垫的上面存在的流体为媒介调节研磨垫的表面温度。
[0033]作为参考，研磨垫的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，研磨垫的表面沿着研磨垫的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0034]在温度测定步骤中，根据所需的条件及设计样式而可通过各种方式来测定研磨垫的温度。例如，在温度测定步骤中，可以个别地对多个表面区间的温度进行测定。优选地，温度测定步骤可包括:入口温度测定步骤，在沿着研磨垫的旋转方向的温度调节部的入口对多个表面区间的表面温度进行测定；出口温度测定步骤，在沿着研磨垫的旋转方向的温度调节部的出口对多个表面区间的表面温度进行测定。
[0035]在所述温度调节步骤中，根据个别地在温度测定步骤中所测定的多个表面区间的温度，可以个别地对多个表面区间的温度进行调节。优选地，在所述温度调节步骤中，为了使得在入口温度测定步骤和出口温度测定步骤中所测定的温度偏差处于已设定的范围内，可以个别地对多个表面区间的温度进行调节。
[0036]在温度调节步骤中对温度调节部进行控制，从而以研磨垫的上面存在的流体为媒介可以对研磨垫的表面温度进行调节。
[0037]作为参考，在本实用新型中，所谓的研磨垫的上面存在的流体可包括研磨垫的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一种。但是根据情况的不同，也可以是如下构成:温度调节部以气体为媒介，对研磨垫的表面温度进行调节。
[0038]温度调节部可根据所需的条件及设计样式形成为能够将研磨垫的上面存在的流体用作热传递媒介来对研磨垫的表面温度进行调节的各种构造。例如，温度调节部可以包括:区间分割部件，其提供多个温度调节区间，所述多个温度调节区间以与多个表面区间对应的形式分割;热传递部件，其分别设置于多个温度调节区间上，并且与研磨垫的表面存在的流体实现热传递。并且热传递部件的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。例如，作为热传递部件可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0039]作为参考，所谓的在温度调节步骤中对温度调节部进行控制，可以理解为将如下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件(热电元件)的电源进行调节，或者对通过热传递流体供给部所供给的热传递流体的供给量进行调节。
[0040]根据本实用新型的又另一个优选实施例，化学机械研磨装置包括:研磨垫，其在化学机械研磨工艺中与基板接触;温度调节部，其设置于研磨垫的上部，并将研磨垫的表面分割为多个表面区间，并独立地对多个表面区间的温度进行调节。
[0041]研磨垫的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式利用温度调节部分割为多个表面区间。例如，研磨垫的表面沿着研磨垫的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。不同地，温度调节部将研磨垫的表面以研磨垫的旋转中心为基准，分割为具有放射状构造的多个表面区间，或也可以分割为具有其他构造的多个表面区间。
[0042]温度调节部可根据所需的条件及设计样式形成为能够独立地对多个表面区间的温度进行调节的各种构造。例如，温度调节部可包括:接触部件，其以能够与研磨垫进行热传递的形式，与研磨垫的表面接触;热传递部件，其与所述接触部件实现热传递，并且接触部件及热传递部件可分别单独地设置于多个表面区间。
[0043]接触部件接触于研磨垫，并且可以由能够进行热传递的各种构造及材料形成。优选地，所述接触部件可以由如下材料形成:使得研磨垫的损伤最小化的同时使得热传递效率最大化。并且接触部件可以面接触或线接触于研磨垫的表面，但根据不同的情况，也可以具有如下构成:利用热传导率优秀的中间介质，使得接触部件与研磨垫的表面间接接触。
[0044]热传递部件设置于接触部件的上面，以便与接触部件实现热传递，并且构成为可通过调节热传递部件的温度来对与热传递部件进行热传递的接触部件的温度进行调节。例如，热传递部件可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。
[0045]热传递部件的种类及特性可根据所需的条件及设计样式进行各种变更。例如，作为热传递部件可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0046]此外，热传递部件的上部可设置有冷却部，所述冷却部用于对热传递部件进行冷却。冷却部可以形成为能够与热传递部件进行热传递的各种构造，并且本实用新型并非受到冷却部的构造及特性的限制或限定。例如，所述冷却部可包括:冷却板，其以能够进行热传递的形式与热传递部件的上部连接;冷却流体流路，其使得冷却流体沿着冷却板的内部进行流动。
[0047]分别个别地设置于多个表面区间的接触部件及热传递部件通过设置于研磨垫的上部的连接部件可连接为一体。
[0048]连接部件可以形成为能够将相互邻接的接触部件及热传递部件连接为一体的多种构造。优选地，连接部件可以由柔韧的(flexible)材料形成，并且接触部件在连接于连接部件的状态下可以构成为通过自身重量(self load)与研磨垫接触。在此，接触部件通过自身重量与研磨垫接触的状态可以理解为将如下状态都包括在内:接触部件及连接部件的重量完全不作用于研磨垫的表面的状态，或者只有接触部件及连接部件的全部重量中极小的一部分重量作用于研磨垫的表面的状态。更为优选地，在连接部件可形成流动引导槽，以便按照多个表面区间的各个区域沿着上下方向的连接部件的流动性能够得到有效保障。
[0049]此外，接触部件的底面可形成有流体流动槽，所述流体流动槽用于使得研磨垫的上面存在的流体流动。优选地，流体流动槽可设置为使得流体从研磨垫的内侧向朝向外侧的方向流动。
[0050]在此，所谓的研磨垫的上面存在的流体可包括研磨垫的上面存在的研磨液(CMPslurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一种。根据不同的情况，研磨垫的上面存在的流体也可以包括气体，所述气体在研磨垫的上面强制流动。
[0051]此外，根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置可包括:温度测定部，其对研磨垫的温度进行测定；以及控制部，其根据在所述温度测定部所测定的结果来对温度调节部进行控制。
[0052]温度测定部根据所需的条件及设计样式而可以以通过各种方式对研磨垫的温度进行测定的形式形成。例如，温度测定部可包括配置于多个表面区间的各个区域的多个温度传感器，并且控制部可根据多个温度传感器所测定的结果来单独控制多个表面区间的温度。
[0053]在此，所谓的控制部控制温度调节部可以理解为将如下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件(热电元件)的电源进行调节，或者对冷却部的冷却性能(冷却流体供给量)进行调节。
[0054]根据本实用新型的又另一个优选实施例，化学机械研磨装置的控制方法包括:温度测定步骤，对多个表面区间的温度进行测定;温度调节步骤，根据在温度测定步骤所测定的结果，对多个表面区间的温度进行调节。所述化学机械研磨装置包括:研磨垫，其具有沿着半径方向分割的多个表面区间，并且在化学机械研磨工艺中与基板接触;温度调节部，其设置于所述研磨垫的上部，并将研磨垫的表面分割为多个表面区间，并且对多个表面区间的温度进行单独调节。
[0055]研磨垫的表面根据所需的条件及设计样式而可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫的表面沿着研磨垫的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0056]在所述温度测定步骤中，根据所需的条件及设计样式而可通过各种方式来测定各个表面区间的温度。例如，各个表面区间的温度通过温度测定部可测定，所述温度测定部包括配置于多个表面区间区域的多个温度传感器。
[0057]在所述温度调节步骤中，对设置于研磨垫的上部的温度调节部进行控制，从而可调节研磨垫的表面温度。温度调节部根据所需的条件及设计样式而可形成为各种构造，所述构造可对研磨垫的表面温度进行调节。例如，温度调节部可包括:接触部件，其以能够与所述研磨垫进行热传递的形式，与研磨垫的表面接触；热电元件，其与接触部件实现热传递;冷却部，其用于对热电元件进行冷却，从而所述温度调节部可分别单独设置于多个表面区间。
[0058]热传递部件的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。例如，作为热传递部件可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0059]此外，在所述多个表面区间分别单独设置的接触部件及热传递部件可通过设置于研磨垫的上部的连接部件连接为一体。优选地，所述连接部件可以由柔韧(f Iexible)的材料形成，并且所述接触部件在连接于连接部件的状态下可以构成为通过自身重量(selfload)与研磨垫接触。
[0060]作为参考，所谓的在所述温度调节步骤中对温度调节部进行控制，可以理解为将如下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件(热电元件)的电源进行调节，或者对冷却部的冷却性能(冷却流体供给量)进行调节。
[0061]此外，根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的控制方法可包括流体流动步骤，所述流体流动步骤使得研磨垫的上面存在的流体从研磨垫的内侧向朝向外侧的方向流动。为此，所述接触部件的底面可形成有流体流动槽，所述流体流动槽用于使得研磨垫的上面存在的流体流动，并且研磨垫的上面存在的流体，换句话说，化学机械研磨工艺中所使用的流体，以及包含于流体的异物可沿着流体流动槽从研磨垫的内侧向朝向外侧的方向流动，之后向研磨垫的外侧排出。
[0062]在此，所谓的研磨垫的上面存在的流体可包括研磨垫的上面存在的研磨液(CMPslurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一种。根据不同的情况，也可以包括气体，所述气体使得研磨垫的上面存在的流体强制地在研磨垫的上面流动。
[0063]如上所述，根据本实用新型，能够对研磨垫的表面温度进行均匀地调节。
[0064]尤其，根据本实用新型，按照沿着半径方向的各个区间对研磨垫的表面温度进行单独调节，由此可对研磨垫的表面温度分布(profile)进行整体均匀地调节，并可提升眼膜均勾度及研磨特性。
[0065]此外，根据本实用新型，以研磨垫的上面存在的流体为媒介能够对研磨垫的温度进行调节，因此增加接触面积，从而能够将热传递特性进行最大化，并且能够对研磨垫的温度进行更精准地控制，并能够使得构造及工艺精简化。
[0066]此外，根据本实用新型，能够防止研磨垫的表面温度偏差所致的稳定性及可靠性降低，并且研磨工艺执行期间，由于能够同时执行研磨垫的温度调节工艺，因此能够提高生产率。
[0067]此外，根据本实用新型，能够防止研磨垫的表面温度偏差所致的化学机械研磨量的偏差，并且能够提尚基板的研磨品质。
【附图说明】
[0068]图1及图2是用于说明现有化学机械研磨装置的图，
[0069]图3是用于说明根据本实用新型的化学机械研磨装置的图，
[0070]图4至图6是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明温度调节部的图，
[0071]图7是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明喷射喷嘴的图，
[0072]图8是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明研磨液供给孔及研磨液涂覆槽(slot)的图，
[0073]图9是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的图，
[0074]图10至图12是根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置，用于说明温度调节部的图，
[0075]图13是根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置，用于说明流体流动槽的图，
[0076]图14是用于说明根据本实用新型的化学机械研磨装置的控制方法的框图，
[0077]图15是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的控制方法的框图。
【具体实施方式】
[0078]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，本实用新型中相同的标号实质上指代相同的要素，并且在所述规则下，可引用其他附图中所记载的内容来说明，并且可省略对于从业者不言而喻的内容或反复出现的内容。
[0079]图3是用于说明根据本实用新型的化学机械研磨装置的图，图4至图6是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明温度调节部的图。此外，图7是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明喷射喷嘴的图，图8是根据本实用新型的化学机械研磨装置，用于说明研磨液供给孔及研磨液涂覆槽(slot)的图。
[0080]参照图3至图8，根据本实用新型的化学机械研磨装置包括研磨垫111及温度调节部200。
[0081]所述研磨垫111可形成为具有圆形盘(disc)形态，并且设置于旋转的研磨平板110的上面。
[0082]在向所述研磨垫111的上面供给研磨液的状态下，通过载体头(Carrier Head) 120将基板向研磨垫111的上面加压，由此可以执行化学机械研磨工艺，并且在利用研磨垫111及研磨液的化学机械研磨工艺结束后，可将基板10移动至清洗装置。
[0083]作为参考，本实用新型中所谓的基板10可理解为在研磨垫111上可以被研磨的研磨对象，并且本实用新型并非受基板10的种类及特性而限制或限定。例如，可使用晶元作为基板10。
[0084]所述载体头120可根据所需的条件及设计样式而形成为各种构造。例如，所述载体头120可包括:本体部(未示出)，其以可旋转的形式设置;基底(base)部(未示出)，其设置为能够与所述本体部共同旋转;弹性膜(membraneK未示出)，其设置于所述基底部的底面。
[0085]所述弹性膜在中央部形成有开口部，并且与弹性膜的中央部邻接的内侧端可固定于基底部，而弹性膜的外侧端通过结合于基底部的边缘(edge)部的固定圈(retainerring)来固定于基底部。
[0086]所述弹性膜可根据所需的条件及设计样式而形成为各种构造。例如，在所述弹性膜可形成多个活板(flap)(例如，环形状的活板)，并且通过多个活板在基底部和弹性膜之间可形成有多个压力室，所述多个压力室沿着基底部的半径方向得到划分。
[0087]在所述基底部和弹性膜之间各个压力室，可分别设置有用于测定压力的压力传感器。所述各个压力室的压力可通过根据压力室控制部800的控制来个别地得到调节，并且对各个压力室的压力进行调节，从而可个别地调节基板10被加压的压力。
[0088]此外，所述载体头120的中心部可形成有中心部压力室(未示出)，所述中心部压力室通过弹性膜的开口而贯通形成。所述中心部压力室与基板10直接连通，从而在抛光(polishing)工艺中不仅可以对晶元进行加压，而且也可以起到如下作用:在吸入压力的作用下，将基板10紧贴于载体头120的弹性膜，由此以抓握基板10的状态向第三位置(例如，清洗装置)移动。
[0089]此外，所述研磨垫111的上面另一侧面设置有用于对研磨垫111的表面进行改质的调节器。
[0090]所述调节器设置为以臂部(arm)141的旋转中心为基准进行回转运动，并且通过调节器40的机械修整(dressing)工艺来使得研磨垫111可保持一定的研磨面。
[0091]所述温度调节部200以间隔的形式设置于研磨垫111的上部，并且构成为以所述研磨垫111的上面存在的流体112为媒介，对研磨垫111的表面温度进行调节。
[0092]作为参考，在本实用新型中，所谓的研磨垫111的上面存在的流体112可包括研磨垫111的上面存在的研磨液(CMP s lurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任意一种。作为参考，在本实用新型的实施例中，虽然以如下例子进行说明:温度调节部200以研磨垫111的上面存在的液态流体为媒介来对研磨垫111的表面温度进行调节，但是根据不同的情况，也可以是如下构成:温度调节部以气体为媒介，对研磨垫的表面温度进行调节。
[0093]所述温度调节部200可根据所需的条件及设计样式设置为将研磨垫111的上面存在的流体112用作热传递媒介来对研磨垫111的表面温度进行调节的各种构造。优选地，所述温度调节部200可以如下形式构成:将研磨垫111的表面分割为多个表面区间，并且将研磨垫111的上面存在的流体112用作热传递媒介，从而独立地对多个表面区间的温度进行调
-K-
T O
[0094]如上所述，在研磨工艺中存在如下问题，由于基板的膜质种类、通过载体头120的加压力的变化等原因，研磨垫111的表面中特定区域的温度会局部升高。所述温度调节部200将研磨垫111的表面分割为多个表面区间，并且个别地对各个表面区间的表面温度进行调节，由此研磨垫111的表面整体温度能够保持均匀。
[0095]所述研磨垫111的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫111的表面沿着研磨垫111的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0096]温度调节部200以所述眼膜垫111的上面存在的流体112为媒介可对研磨垫111的温度进行调节，作为一个例子，所述温度调节部200可包括区间分割部件300及热传递部件400。
[0097]所述区间分割部件300提供多个温度调节区间，所述温度调节区间以与多个表面区间对应的形式划分。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对应的形式独立地分割(划分)的空间，并且在特定温度调节区间只能够对相对应的特定表面区间的温度进行调节。假如，研磨垫111的表面分割为六个表面区间Zl?Z6的情况，区间分割部件300能够设置有与六个表面区间Zl?Z6对应的六个温度调节区间Cl?C6，并且例如，在C3温度调节区间可对Z3表面区间的表面温度进行控制，而在C4温度调节区间可对Z4表面区间的表面温度进行控制。
[0098]作为参考，所述温度调节部200可设置有以与多个表面区间对应的形式分割的多个温度调节区间Cl?C6，并且所述温度调节部200可部分地设置在研磨垫111的上面一部分区域，例如，所述温度调节部200可大致设置为扇形(sector)形状，并且各个温度调节区间Cl?C6可设置为具有不同半径的弧(arc)形态。所述构造能够在研磨垫111的上面执行利用载体头的化学机械研磨工艺，以及利用调节器的研磨垫111的改质工艺，与此同时可执行通过温度调节部200的表面温度调节工艺。
[0099]所述区间分割部件300可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造，例如，所述区间分割部件300可包括:壳体(housing)部件310，其设置为覆盖研磨垫111的上面一部分；隔断部件320，其将所述壳体部件310的内部空间分割为多个温度调节区间Cl?C6，所述多个温度调节区间Cl?C6以与多个表面区间对应的形式分割，并且所述多个表面区间可通过隔断部件320来定义。例如，所述壳体部件310可大致形成为扇形形状，并且隔断部件320形成为弧形态，从而可将壳体部件310的内部空间分割为多个温度调节区间。根据不同的情况，多个温度调节区间也可以分别通过另外的壳体部件来构成。
[0100]所述热传递部件400分别设置于多个温度调节区间Cl?C6上，从而与研磨垫111表面存在的流体112接触，且可实现热传递，并构成为以所述流体为媒介对研磨垫111的温度进行调节。
[0101]所述热传递部件400可形成为与研磨垫111表面存在的流体112接触并可进行热传递的各种构造。所述热传递部件400可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。假设，在特定表面区间的温度较高时，热传递部件得到冷却，由此以特定表面区间的存在的流体为媒介，可降低特定表面区间的温度。相反地，也可以在另一个特定表面区间的温度较低时，热传递部件得到加热，由此以另一个特定表面区间的存在的流体为媒介，从而提升另一个特定表面区间的温度。
[0102]所述热传递部件400的种类及特性可根据所需的条件及设计样式进行各种变更。参照图6，作为所述热传递部件400可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Peltier)效应所致的吸热或放热。优选地，为了能够使得凭借所述热传递部件400的热传递有效率地实现，热传递部件400可以形成为与所对应的各个温度调节区间Cl?C6相对应的尺寸及形态。根据不同的情况，热传递部件也可以形成为小于所对应的温度调节区间的尺寸及其他形态。
[0103]此外，参照图6，在所述热传递部件400的上部可以以与热传递部件400能够进行热传递的形式设置放热部件500。
[0104]例如，所述放热部件500的设置是为了将热传递部件400的热向外部放出。所述放热部件500可以形成为能够与热传递部件400进行热传递的各种构造，并且本实用新型并非受到放热部件500的种类及特性的限制或限定。以下，将举例说明作为所述放热部件500使用常用的散热器(heat sink)，所述常用的散热器可将热从热传递部件400吸收并向外部散出。所述放热部件500也为了能够将热传递的效率最大化而形成为与热传递部件400相对应的尺寸及形态。
[0105]此外，参照图6及图7，所述放热部件500的上部可设置有热传递流体供给部600，所述热传递流体供给部600供给能够与放热部件500进行热传递的热传递流体。
[0106]所述热传递流体供给部600的设置是为了进一步提高凭借放热部件500的热传递效果(例如，放热特性)。例如，所述热传递流体供给部600的设置是为了更加快速地放出放热部件500的热。在此，所谓的热传递流体可以理解为将液态流体及气态流体都包括在内的概念。假设，作为所述热传递流体可以使用清洗水(DIW)或氮(N2)气体。
[0107]所述热传递流体供给部600可以形成为能够将放热部件500收纳至内部的密闭的流路形态，但是根据不同的情况，也可以形成为开放的流路形态。
[0108]此外，所述热传递流体供给部600的出口可与喷射喷嘴610连接，并且所述喷射喷嘴610的喷射方向可设置为朝向研磨垫111的表面。由此，通过所述热传递流体供给部600供给的热传递流体能够喷射至研磨垫111的表面。
[0109]就所述构造而言，将热传递流体进行再利用，从而可清除研磨垫111的表面残留的异物，所述热传递流体用于提高放热部件500的放热特性。优选地，所述喷射喷嘴610可以设置为将热传递流体从研磨垫111的内侧向朝向外侧的方向喷射，并且研磨垫111的表面残留的异物能够被通过喷射喷嘴610喷射的热传递流体向研磨垫111的外侧排出。
[0110]此外，根据本实用新型，可构成为在所述的温度调节部200上用于基板的化学研磨的研磨液(CMP slurry)得到供给。当然，根据不同的情况，也可以构成为通过和温度调节部另外设置的研磨液供给部向研磨垫的上面供给研磨液。
[0111]例如，在所述温度调节部200上可形成有研磨液供给孔330，并且用于基板的化学研磨工艺的研磨液通过研磨液供给孔330可供给至研磨垫111的上面。优选地，所述研磨液供给孔330沿着研磨垫111的旋转方向可配置于所述喷射喷嘴610的后方。
[0112]就所述构造而言，研磨垫111的表面残留的异物凭借通过喷射喷嘴610所喷射的热传递流体而向研磨垫111的外侧排出后，能够向所清除的研磨垫111的表面供给新的研磨液。
[0113]所述研磨液供给孔330可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造。例如，所述研磨液供给孔330沿着研磨垫111的旋转方向可形成于所述的壳体部件310的出口侧。根据不同的情况，研磨液供给孔也可以形成为与壳体部件的外面相连接的构造。
[0114]此外，参照图8，在与所述研磨垫111面对的温度调节部200的底面可形成有与研磨液供给孔330连通的研磨液涂覆槽(slot)340，并且供给至所述研磨液供给孔330的研磨液可通过研磨液涂覆槽(slot)340涂覆至研磨垫111的上面。
[0115]优选地，所述研磨液涂覆槽(slot)340可沿着温度调节部200 (壳体部件)的出口端形成为弧形态，并且供给至研磨液供给孔330的研磨液可沿着弧形态的涂覆槽得到大面积的涂覆。并且，供给至研磨液供给孔330的研磨液在填充至研磨液涂覆槽340后，能够沿着研磨液涂覆槽340得到大面积的涂覆，因此研磨垫111的表面整体上能够大面积地涂覆有均匀量的研磨液。
[0116]另外，根据本实用新型的化学机械研磨装置可包括:温度测定部，其对研磨垫111的温度进行测定；以及控制部800，其根据所述温度测定部所测定的结果对温度调节部200进行控制。
[0117]所述温度测定部根据所需的条件及设计样式可以以通过各种方式对研磨垫111的温度进行测定的形式形成。例如，参照图5，温度测定部可包括:第一温度测定部710，其在研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的入口对研磨垫111的表面温度进行测定；以及第二温度测定部720，其在研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的出口对研磨垫111的表面温度进行测定，并且所述控制部800可根据在第一温度测定部710和第二温度测定部720所测定的结果来控制温度调节部200。
[0118]换句话说，在执行通过所述温度调节部的温度调节工艺之前，首先利用第一温度测定部710在温度调节部200的入口测定研磨垫111的温度，并且如果通过温度调节部的温度调节工艺结束，则再次利用第二温度测定部720在温度调节部200的出口测定研磨垫111的温度后，根据在第一温度测定部710和第二温度测定部720所测定的结果来控制温度调节部200，由此可对研磨垫111的温度进行更为准确地控制。优选地，所述控制部800可以对温度调节部200进行控制，以便使得在第一温度测定部710所测定的温度和在第二温度测定部720所测定的温度偏差处于所设定的范围(例如，1°C?5°C)内。
[0119]在此，所谓的控制部800对温度调节部200进行控制，可以理解为将以下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件400(例如，热电元件)的电源进行调节，或者对通过热传递流体供给部600所供给的热传递流体的供给量进行调节。
[0120]所述第一温度测定部710及第二温度测定部720可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造。例如，所述第一温度测定部710可包括多个第一温度传感器712，所述多个第一温度传感器712以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的入口，而所述第二温度测定部720可包括多个第二温度传感器722，所述多个第二温度传感器722以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的出口。
[0121]作为所述第一温度传感器712及所述第二温度传感器722可根据所需的种类及设计样式而使用各种温度传感器。例如，作为所述第一温度传感器712及第二温度传感器722可以使用常用的红外线(IR)温度传感器，并且第一温度传感器712及第二温度传感器722可安装于传感器安装孔(未示出)，所述传感器安装孔形成于所述的壳体部件310。根据不同的情况，第一温度传感器及第二温度传感器可以使用其他的非接触传感器。不同地，也可以在安装有研磨垫的研磨平板的上面安装接触式温度传感器，并利用接触式温度传感器来测定研磨垫的温度。
[0122]另外，图14是用于说明根据本实用新型的化学机械研磨装置的控制方法的框图。并且对于与所述构成相同及相当于相同的部分赋予相同或相当于相同的参照标号，并且省略对其的详细说明。
[0123]参照图14，化学机械研磨装置的控制方法包括:温度测定步骤S10，对所述研磨垫111的表面温度进行测定;温度调节步骤S20，根据在所述温度测定步骤中所测定的结果，对流体的温度进行调节，从而以流体为媒介来调节研磨垫111的温度。所述化学机械研磨装置包括:研磨垫111，其在化学机械研磨工艺中与基板接触;温度调节部200，其以间隔的形式设置于所述研磨垫111的上部，并以研磨垫111的上面存在的流体为媒介调节研磨垫111的表面温度。
[0124]步骤1-1:
[0125]首先，对所述研磨垫111的表面温度进行测定S10。
[0126]作为参考，所述研磨垫111的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫111的表面沿着研磨垫111的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0127]在所述温度测定步骤SlO中，根据所需的条件及设计样式可通过各种方式来测定研磨垫111的温度。例如，在所述温度测定步骤SlO中，可个别地对所述多个表面区间的温度进行测定。
[0128]优选地，所述温度测定步骤SlO包括:入口温度测定步骤，在所述研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的入口对多个表面区间的表面温度进行测定；出口温度测定步骤，在所述研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的出口对多个表面区间的表面温度进行测定。
[0129]作为参考，所述入口温度可通过第一温度测定部710测定，所述第一温度测定部710包括多个第一温度传感器712，所述多个第一温度传感器712以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的入口，并且所述出口温度可通过第二温度测定部720测定，所述第二温度测定部720包括多个第二温度传感器722，所述多个第二温度传感器722以与多个表面区间相对应的形式，分别配置于研磨垫111的旋转方向侧的温度调节部200的出口。
[0130]所述第一温度传感器712及所述第二温度传感器722可根据所需的种类及设计样式而使用各种温度传感器。例如，作为所述第一温度传感器712及第二温度传感器722可以使用常用的红外线(IR)温度传感器，并且第一温度传感器712及第二温度传感器722可安装于传感器安装孔(未示出)，所述传感器安装孔形成于所述的壳体部件310。根据不同的情况，也可以在安装有研磨垫的研磨平板的上面安装接触式温度传感器，并利用接触式温度传感器来测定研磨垫的温度。
[0131]步骤1-2:
[0132]以下，根据所述温度测定步骤中所测定的结果来调节流体的温度，从而以流体为媒介来调节研磨垫111的温度S20。
[0133]优选地，在所述温度调节步骤S20中，根据在温度测定步骤SlO中个别地测定的多个表面区间的温度，可以个别地对所述多个表面区间的温度进行调节。更为优选地，在所述温度调节步骤中为了使得入口温度测定步骤和出口温度测定步骤中所测定的温度偏差在已设定的范围(例如，1°C?5°C)内，可以个别地对多个表面区间的温度进行调节。
[0134]在所述温度调节步骤S20中，研磨垫111的温度调节根据所需的条件及设计样式可通过各种方式进行。例如，在所述温度调节步骤S20中对温度调节部200进行控制，从而以研磨垫111的上面存在的流体为媒介可以对研磨垫111的表面温度进行调节，所述温度调节部200以间隔的形式设置于研磨垫111的上部。
[0135]作为参考，在本实用新型中，所谓的研磨垫111的上面存在的流体可包括研磨垫111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一种。但是根据不同的情况，也可以是如下构成:温度调节部以气体为媒介，对研磨垫的表面温度进行调节。
[0136]所述温度调节部200可根据所需的条件及设计样式形成为将研磨垫111的上面存在的流体112用作热传递媒介从而可对研磨垫111的表面温度进行调节的各种构造。
[0137]例如，所述温度调节部200可包括:区间分割部件300，其提供多个温度调节区间Cl?C6，所述多个温度调节区间Cl?C6以与多个表面区间对应的形式分割;热传递部件400，其分别设置于多个温度调节区间Cl?C6上，并且与研磨垫111的表面存在的流体实现热传递。
[0138]所述区间分割部件300提供多个温度调节区间(Cl?C6)，所述多个温度调节区间(Cl?C6)以与多个表面区间相对应的形式分割。在此，所谓的多个温度调节区间(Cl?C6)可以理解为以与多个表面区间对应的形式独立地分割(划分)的空间，并且在特定温度调节区间内只能够对相对应的特定表面区间的温度进行调节，例如，所述温度调节部200可大致设置为扇形(sector)形状，并且各个温度调节区间Cl?C6可设置为具有不同半径的弧(arc)形态，所述各个温度调节区间Cl?C6通过区间分割部件300来得到提供。
[0139]所述热传递部件400可形成为与研磨垫111表面存在的流体接触，并可进行热传递的各种构造。所述热传递部件400可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。假设，特定表面区间的温度较高时，热传递部件400得到冷却，由此以特定表面区间的存在的流体为媒介，可降低特定表面区间的温度。相反地，其他的特定表面区间的温度较低时，热传递部件400得到加热，由此以其他的特定表面区间的存在的流体为媒介，也可提升其他的特定表面区间的温度。
[0140]所述热传递部件400的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。例如，作为所述热传递部件400可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0141]此外，所述热传递部件400的上部可设置有放热部件500，以便与热传递部件400能够进行热传递，所述放热部件500的上部可设置有热传递流体供给部600，所述热传递流体供给部600供给能够与放热部件500进行热传递的热传递流体。
[0142]作为参考，所谓的在所述温度调节步骤S20中对温度调节部200进行控制，可以理解为将以下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件400 (热电元件)的电源进行调节，或者对通过热传递流体供给部600所供给的热传递流体的供给量进行调节。基本地，在温度调节步骤S20中调节热电元件的温度，从而通过流体的温度调节可以对研磨垫111的温度进行调节。
[0143]以下，对根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置进行说明。图9是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的图，图10至图12是根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置，用于说明温度调节部的图，图13是根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置，用于说明流体流动槽的图。并且，针对与所述构成相同及相当于相同的部分赋予相同或相当于相同的参照标号，并且省略对其的详细说明。
[0144]参照图9至图13，根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置包括研磨垫111及温度调节部20(/。
[0145]所述研磨垫111可形成为具有圆形盘(disc)形态，并且设置于旋转的研磨平板110的上面。
[0146]在向所述研磨垫111的上面供给研磨液的状态下，通过载体头(Carrier Head) 120将基板加压到研磨垫111的上面，由此可以执行化学机械研磨工艺，并且利用研磨垫111及研磨液的化学机械研磨工艺结束后，可将基板10移动至清洗装置。
[0147]作为参考，本实用新型中所谓的基板10可理解为在研磨垫111上可以被研磨的研磨对象，并且本实用新型并非受基板10的种类及特性的限制或限定。例如，可使用晶元作为基板I O。
[0148]所述载体头120可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造。例如，所述载体头120可包括:本体部(未示出)，其以可旋转的形式设置;基底(base)部(未示出)，其以能够与所述本体部共同旋转的形式设置;弹性膜(membraneK未示出)，其设置于所述基底部的底面。
[0149]所述弹性膜中央部形成有开口部，并且与弹性膜的中央部邻接的内侧端可固定于基底部，而弹性膜的外侧端通过结合于基底部的边缘(edge)部的固定圈(retainer ring)来固定于基底部。
[0150]所述弹性膜可根据所需的条件及设计样式形成为各种构造。例如，在所述弹性膜可形成多个活板(flap)(例如，环形状的活板)，并且通过多个活板在基底部和弹性膜之间可形成多个压力室，所述多个压力室沿着基底部的半径方向划分。
[0151]在所述基底部和弹性膜之间各个压力室可分别设置有用于测定压力的压力传感器。所述各个压力室的压力通过压力室控制部80(Τ的控制能够个别地得到调节，并且对各个压力室的压力进行调节，从而可个别地对基板10得到加压的压力进行调节。
[0152]此外，所述载体头120的中心部可形成有中心部压力室(未示出)，所述中心部压力室通过弹性膜的开口而贯通形成。所述中心部压力室与基板10直接连通，从而在抛光(polishing)工艺中不仅将对晶元进行加压，而且起到如下作用:在吸入压力的作用下，将基板10紧贴于载体头120的弹性膜，由此以抓握基板10的状态向第三位置(例如，清洗装置)移动。
[0153]此外，所述研磨垫111的上面另一侧设置有用于对研磨垫111的表面进行改质的调节器。
[0154]所述调节器设置为以臂部(arm)141的旋转中心为基准进行回转运动，并且通过调节器40的机械修整(dressing)工艺来使得研磨垫111可保持一定的研磨面。
[0155]所述温度调节部20(Τ设置于研磨垫111的上部，并且构成为将所述研磨垫111的表面分割为多个表面区间，并个别地对多个表面区间的温度进行调节。
[0156]所述研磨垫111的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式利用温度调节部20(Τ分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫111的表面沿着研磨垫111的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。以下，将以研磨垫111的表面沿着研磨垫111的半径方向分割为具有环形状的六个表面区间(Zl?Ζ6)为例进行说明。根据不同的情况，研磨垫的表面也可以分割为五个以下或七个以上的表面区间。不同地，温度调节部将研磨垫的表面以研磨垫的旋转中心为基准，也可以分割为具有放射状构造的多个表面区间，或分割为具有其他构造的多个表面区间。
[0157]所述温度调节部20(Τ根据所需的条件及设计样式而可形成为可独立地对多个表面区间的温度进行调节的各种构造。例如，所述温度调节部20(Τ可包括接触部件30(Τ及热传递部件40(/。
[0158]所述接触部件30(Τ分别设置于多个表面区间，从而在多个表面区间以能够与研磨垫111进行热传递的方式直接接触于研磨垫111的表面。
[0159]所述接触部件30(Τ接触于研磨垫111，并且可以由能够进行热传递的各种构造及材料形成。优选地，所述接触部件30(Τ可以由如下材料形成:使得研磨垫111的损伤最小化的同时使得热传递效率最大化。例如，接触部件30(Τ可由热传导率高的碳化硅(SiC)等陶瓷(ceramic)材料形成。
[0160]所述接触部件30(Τ根据所需的条件及设计样式可设置为以各种方式与研磨垫111的表面接触。假如，所述接触部件30(/可以面接触或线接触于研磨垫111的表面。以下，将以所述接触部件30(Τ形成为四方块形态为例进行说明，所述四方块具有与各个表面区间的宽幅长度相对应的宽幅长度。根据不同的情况，也可以构成为利用热传导率优秀的中间介质，使得接触部件与研磨垫的表面间接接触。
[0161]作为参考，所述温度调节部20(Τ个别地对多个表面区间的温度进行调节，并且所述温度调节部20(Τ可部分地设置在研磨垫111的上面部分区域。所述构造能够在研磨垫111的上面执行利用载体头的化学机械研磨工艺，以及利用调节器的研磨垫111的改质工艺，与此同时可执行通过温度调节部20(/的表面温度调节工艺。
[0162]所述热传递部件40(Τ设置于接触部件30(Τ的上面，以便与接触部件30(Τ实现热传递，并且构成为通过对热传递部件40(Τ的温度进行调节，从而对与热传递部件40(Τ进行热传递的接触部件30(Τ的温度进行调节。例如，所述热传递部件40(Τ可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。假设，特定表面区间的温度较高时，热传递部件40(Τ得到冷却，由此降低特定表面区间的存在的接触部件30(Τ的温度，从而能够降低与接触部件30(Τ接触的特定表面区间的温度。相反地，也可以在其他的特定表面区间的温度较低时，对热传递部件40(Τ进行加热，从而以接触部件30(Τ为媒介，从而提升其他的特定表面区间的温度。
[0163]所述热传递部件40(Τ的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。参照图10，作为所述热传递部件40(^可以使用常用的热电元件(thermoelectriceIement)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe11ier)效应所致的吸热或放热。
[0164]此外，参照图10至图12，所述热传递部件40(T的上部可设置有冷却部50(Τ，所述冷却部50(/用于对热传递部件40(/进行冷却。
[0165]所述冷却部50(Τ的设置是为了将热传递部件40(T的热向外部放出。所述冷却部50(Τ可以形成为能够与热传递部件40(Τ进行热传递的各种构造，并且本实用新型并非受到放冷却部50(Τ的构造及特性的限制或限定。例如，所述冷却部50(Τ可包括:冷却板51(Τ，其以能够进行热传递的方式与所述热传递部件400'的上部连接;冷却流体流路520'，其使得冷却流体沿着所述冷却板51(/的内部进行流动。
[0166]在设置于所述各个冷却部50(Τ的冷却流体流路52(Τ中，使得冷却流体能够分别个别地供给或统一供给。例如，参照图12，所述各个冷却部50(Τ的冷却流体流路52(Τ的入口能够与冷却流体注入管线共同地连接，并且各个冷却部50(Τ的冷却流体流路52(Τ的出口能够与冷却流体排出管线共同地连接。
[0167]并且，所述冷却板51(Τ可以由热传导率优秀的材料形成，并且作为冷却流体可以使用各中种类的流体。
[0168]此外，分别个别地设置于所述多个表面区间的接触部件30(Τ及热传递部件40(Τ通过设置于研磨垫111的上部的连接部件60(/可连接为一体。
[0169]所述连接部件60(^可以形成为能够将相互邻接的接触部件30(^及热传递部件40(Τ连接为一体的多种构造。例如，所述连接部件600'可以形成为具有规定长度的条(bar)形态，并且在连接部件60(Τ的底面可以依次附着有与各个表面区间相对应的冷却部50(Τ、热传递部件40(/及接触部件30(/。
[0170]此外，所述连接部件60(Τ可以由柔韧的(flexible)材料形成，并且所述接触部件30(Τ在连接于连接部件60(Τ的状态下可以构成为通过自身重量(self load)与研磨垫111接触。
[0171]在此，所谓的所述接触部件30(Τ通过自身重量与研磨垫111接触可以理解为通过接触部件30(Τ的自身重量使得连接部件60(Τ弯曲并使得接触部件30(Τ接触于研磨垫111。此外，所述接触部件30(Τ通过自身重量与研磨垫111接触的状态可以理解为接触部件30(Τ及连接部件60(Τ的重量完全不作用于研磨垫111的表面的状态，或者可以理解为只有接触部件30(Τ及连接部件60(Τ的全部重量中极小的一部分重量作用于研磨垫111的表面的状
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[0172]优选地，在所述连接部件60(Τ可形成流动引导槽61(Τ，以便按照多个表面区间的各个区域沿着上下方向的连接部件60(Τ的流动性能够得到有效保障。例如，所述流动引导槽610'可以形成于连接部件60(Τ的底面，以便形成于多个表面区间区域之间所对应的位置上。根据不同的情况，将流动引导槽形成于连接部件的上面，或者以其他构造向连接部件提供流动性。
[0173]此外，参照图13，所述接触部件30(Τ的底面可形成有流体流动槽31(Τ，所述流体流动槽31(/用于使得研磨垫111的上面存在的流体流动。
[0174]在此，所谓的研磨垫111的上面存在的流体可包括研磨垫111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一种。根据不同的情况，研磨垫的上面存在的流体也可以包括气体，所述气体在研磨垫的上面得到强制流动。
[0175]根据所述研磨垫111的旋转，研磨垫111的上面存在流体可沿着流体流动槽31(T流动。优选地，所述流体流动槽31 (Τ设置为使得流体从研磨垫111的内侧向朝向外侧的方向流动。例如，所述流体流动槽31(/可以形成为从研磨垫111的内侧朝向外侧的曲线形态。
[0176]所述构造能够使得研磨垫111的上面存在的流体，换句话说，化学机械研磨工艺所使用的流体，以及包含于流体的异物沿着流体流动槽31(T从研磨垫111的内侧向朝向外侧的方向流动，之后向研磨垫111的外侧排出。
[0177]再次参照图9，根据本实用新型的化学机械研磨装置可包括:温度测定部70(Τ，其对研磨垫111的温度进行测定；以及控制部80(/，其根据所述温度测定部70(Τ所测定的结果对温度调节部200'进行控制。
[0178]所述温度测定部70(Τ根据所需的条件及设计样式可以设置为通过各种方式对研磨垫111的温度进行测定。例如，参照图9，温度测定部70(/可包括配置于多个表面区间的各个区域的多个温度传感器71(T，并且所述控制部80(/可根据多个温度传感器71(T所测定的结果来个别地控制多个表面区间的温度。
[0179]在此，所谓的控制部80(Τ控制温度调节部20(Τ可以理解为将以下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件40(Τ (例如，热电元件)的电源进行调节，或者对冷却部50(Τ的冷却性能(冷却流体供给量)进行调节。
[0180]作为所述温度传感器71(Τ可根据所需的种类及设计样式而使用各种温度传感器7107。例如，作为所述温度传感器710'可使用常用的红外线(IR)温度传感器71(Τ，并且温度传感器71(Τ可安装于传感器安装孔(未示出)，所述传感器安装孔形成于所述的连接部件60(Τ上。根据不同的情况，作为温度传感器可以使用其他的非接触传感器。不同地，也可以在安装有研磨垫的研磨平板的上面安装接触式温度传感器，并利用接触式温度传感器来测定研磨垫的温度。
[0181]另外，图15是用于说明根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的控制方法的框图。并且对于与所述构成相同及相当于相同的部分赋予相同或相当于相同的参照标号，并且省略对其的详细说明。
[0182]参照图15，化学机械研磨装置的控制方法包括:温度测定步骤S10，对所述研磨垫111的表面温度进行测定;温度调节步骤S20，根据所述温度测定步骤中所测定的结果，对多个表面区间的温度进行调节。所述化学机械研磨装置包括:研磨垫111，其在化学机械研磨工艺中与基板接触;温度调节部20(Τ，其设置于所述研磨垫111的上部，并将研磨垫111的表面分割为多个表面区间，并且独立地对多个表面区间的温度进行调节。
[0183]步骤2-1:
[0184]首先，对所述研磨垫111的表面温度进行测定S10。
[0185]作为参考，所述研磨垫111的表面根据所需的条件及设计样式可通过各种方式分割为多个表面区间。例如，所述研磨垫111的表面沿着研磨垫111的半径方向可分割为具有不同直径的环形态的多个表面区间。
[0186]在所述温度测定步骤SlO中，根据所需的条件及设计样式可通过各种方式来测定各个表面区间的温度。例如，所述各个表面区间的温度通过温度测定部70(Τ可测定，所述温度测定部70(/包括配置于多个表面区间的各个区域的多个温度传感器710\
[0187]作为所述温度传感器710'可根据所需的种类及设计样式使用各种温度传感器7107。例如，作为所述温度传感器710'可以使用常用的红外线(IR)温度传感器71(T。根据不同的情况，也可以在安装有研磨垫的研磨平板的上面安装接触式温度传感器，并利用接触式温度传感器来测定研磨垫的温度。
[0188]步骤2-2:
[0189]以下，根据所述温度测定步骤中所测定的结果来调节多个表面区间的温度S20。
[0190]换句话说，在所述温度调节步骤S20中，根据在温度测定步骤SlO中所个别地测定的多个表面区间的温度，可以个别地对所述多个表面区间的温度进行调节。
[0191]作为参考，在所述温度调节步骤S20中，研磨垫111的温度调节根据所需的条件及设计样式可通过各种方式进行。
[0192]例如，在所述温度调节步骤S20中对设置于研磨垫111的上部的温度调节部20(Τ进行控制，从而可调节研磨垫111的表面温度。
[0193]所述温度调节部20(Τ根据所需的条件及设计样式可形成为对研磨垫111的表面温度进行调节的各种构造。例如，所述温度调节部20(Τ可包括:接触部件30(Τ，其以能够与所述研磨垫111进行热传递的形式，与研磨垫111的表面接触；热电元件，其与所述接触部件3007实现热传递;冷却部40(/，其用于对所述热电元件进行冷却，从而所述温度调节部20(/可分别个别地设置于多个表面区间。
[0194]所述接触部件30(Τ接触于研磨垫111，并且可以由能够进行热传递的各种构造及材料形成。优选地，所述接触部件30(Τ可以由如下材料形成:使得研磨垫111的损伤最小化的同时使得热传递效率最大化。
[0195]所述热传递部件40(Τ设置于接触部件30(Τ的上面，以便与接触部件30(Τ实现热传递，并且构成为通过对热传递部件40(Τ的温度进行调节，从而对与热传递部件40(Τ进行热传递的接触部件30(Τ的温度进行调节。例如，所述热传递部件40(Τ可设置为根据多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。
[0196]所述热传递部件40(Τ的种类及特性可根据所需的条件及设计样式而进行各种变更。例如，作为所述热传递部件40(/可以使用常用的热电元件(thermoelectric element)，所述热电元件利用帕尔帖(Pe 11 i er)效应所致的吸热或放热。
[0197]此外，所述热传递部件40(Τ的上部可设置有冷却部50(Τ，所述冷却部50(Τ用于冷却热传递部件40(Τ。所述冷却部50(/可以形成为能够将热传递部件40(Τ的热向外部放出的各种构造。例如，所述冷却部50(Τ可包括:冷却板51(Τ，其以能够进行热传递的方式与所述热传递部件40(Τ的上部连接;冷却流体流路52(Τ，其用于使得冷却流体沿着所述冷却板51(/的内部进行流动。
[0198]此外，在所述多个表面区间分别个别地设置的接触部件30(Τ及热传递部件40(Τ可通过设置于研磨垫111的上部的连接部件60(/连接为一体。优选地，所述连接部件60(Τ可以由柔韧的(flexible)材料形成，并且所述接触部件30(Τ在连接于连接部件60(Τ的状态下可以构成为通过自身重量(self load)与研磨垫111接触。
[0199]作为参考，所谓的在所述温度调节步骤S20中对温度调节部20(Τ进行控制，可以理解为将以下构成都包括在内的概念:对施加于热传递部件40(Τ (例如，热电元件)的电源进行调节，或者对冷却部50(/的冷却性能(冷却流体供给量)进行调节。基本地，在温度调节步骤S20中调节热电元件的温度，从而通过调节接触部件30(Τ的温度，可以对研磨垫111的温度进行调节。
[0200]此外，根据本实用新型的另一个实施例的化学机械研磨装置的控制方法可包括流体流动步骤，所述流体流动步骤使得所述研磨垫111的上面存在的流体从研磨垫111的内侧向朝向外侧的方向流动。
[0201]为此，所述接触部件30(Τ的底面可形成有流体流动槽(参照图13的31(Τ)，所述流体流动槽用于使得研磨垫111的上面存在的流体流动，并且研磨垫111的上面存在的流体，换句话说，化学机械研磨工艺中所使用的流体，以及包含于流体的异物沿着流体流动槽31 从研磨垫111的内侧向朝向外侧的方向流动，之后向研磨垫111的外侧排出。
[0202]在此，所谓的研磨垫111的上面存在的流体112可包括研磨垫111的上面存在的研磨液(CMP slurry)及清洗水(例如，DIW)中至少任何一种。根据不同的情况，也可以包括气体，所述气体使得研磨垫的上面存在的流体强制地流动在研磨垫的上面。
[0203]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，所属技术领域的从业者能够在不脱离以下权利要求范围所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各种修改及变更。
[0204]标号说明
[0205]110:研磨平板111:研磨垫
[0206]120:载体头200:温度调节部
[0207]300:区间分割部件310:壳体部件
[0208]320:隔断部件330:研磨液供给孔
[0209]340:研磨液涂覆槽400:热传递部件
[0210]500:放热部件600:热传递流体供给部
[0211]610:喷射喷嘴710:第一温度测定部
[0212]720:第二温度测定部800:控制部
【主权项】
1.一种化学机械研磨装置，其包括: 研磨垫，其在化学机械研磨工艺中与基板接触； 温度调节部，其以间隔的形式设置于所述研磨垫的上部，并以所述研磨垫的上面存在的流体为媒介调节所述研磨垫的表面温度。2.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述温度调节部将所述研磨垫的表面分割为多个表面区间，并独立地对所述多个表面区间的温度进行调节。3.根据权利要求2所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述多个表面区间沿着所述研磨垫的半径方向分割为具有不同直径的环形态。4.根据权利要求2所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述温度调节部包括: 区间分割部件，其提供多个温度调节区间，所述多个温度调节区间以与所述多个表面区间相对应的形式分割； 热传递部件，其分别设置于所述多个温度调节区间上，并且与所述研磨垫的表面存在的流体实现热传递。5.根据权利要求4所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述热传递部件可设置为根据所述多个表面区间的温度可选择性地进行加热或冷却。6.根据权利要求5所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述热传递部件是热电元件。7.根据权利要求4所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括: 放热部件，其以能够进行热传递的方式与所述热传递部件的上部连接。8.根据权利要求7所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括: 热传递流体供给部，其设置于所述热传递部件的上部，并供给能够与放热部件进行热传递的热传递流体。9.根据权利要求8所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括: 喷射喷嘴，其连接于所述热传递流体供给部的出口，并且将通过所述热传递流体供给部所供给的所述热传递流体喷射至所述研磨垫的表面。10.根据权利要求9所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述喷射喷嘴设置为将所述热传递流体从所述研磨垫的内侧向朝向外侧的方向喷射。11.根据权利要求4所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述区间分割部件包括: 壳体部件，其设置为覆盖所述研磨垫的上面一部分； 隔断部件，其将所述壳体部件的内部空间分割为所述多个温度调节区间，所述多个温度调节区间以与所述多个表面区间相对应的形式分割， 所述多个表面区间通过所述隔断部件来定义。12.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 在所述温度调节部上形成有研磨液供给孔， 用于所述基板的化学研磨工艺的研磨液通过所述研磨液供给孔供给至所述研磨垫的上面。13.根据权利要求12所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 在与所述研磨垫相面对的所述温度调节部的底面形成有与所述研磨液供给孔连通的研磨液涂覆槽， 供给至所述研磨液供给孔的所述研磨液沿着所述研磨液涂覆槽涂覆至所述研磨垫的上面。14.根据权利要求2所述的化学机械研磨装置，其特征在于，包括: 第一温度测定部，其在所述研磨垫的旋转方向侧的所述温度调节部的入口对所述研磨垫的表面温度进行测定； 第二温度测定部，其在所述研磨垫的旋转方向侧的所述温度调节部的出口对所述研磨垫的表面温度进行测定； 控制部，其根据所述第一温度测定部和所述第二温度测定部所测定的结果对所述温度调节部进行控制。15.根据权利要求14所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述控制部对所述温度调节部进行控制，以便使得所述第一温度测定部所测定的温度和所述第二温度测定部所测定的温度偏差在已设定的范围内。16.根据权利要求14所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述第一温度测定部包括多个第一温度传感器，所述多个第一温度传感器以与所述多个表面区间相对应的形式，分别配置于所述研磨垫的旋转方向侧的所述温度调节部的入P, 所述第二温度测定部包括多个第二温度传感器，所述多个第二温度传感器以与所述多个表面区间相对应的形式，分别配置于所述研磨垫的旋转方向侧的所述温度调节部的出□ O17.根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述流体包括所述研磨垫的上面存在的研磨液及清洗水中至少任何一种。18.一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括: 研磨垫，其在化学机械研磨工艺中与基板接触； 温度调节部，其设置于所述研磨垫的上部，并且将所述研磨垫的表面分割为多个表面区间，并独立地对所述多个表面区间的温度进行调节。19.根据权利要求18所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述多个表面区间沿着所述研磨垫的半径方向分割为具有不同直径的环形态。20.根据权利要求18所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述温度调节部包括: 接触部件，其以能够与所述研磨垫进行热传递的形式，与所述研磨垫的表面接触； 热传递部件，其与所述接触部件实现热传递， 所述接触部件及所述热传递部件分别个别地设置于所述多个表面区间。21.根据权利要求20所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述热传递部件是热电元件。22.根据权利要求20所述的化学机械研磨装置，其特征在于，还包括: 冷却部，其用于对所述热传递部件进行冷却。23.根据权利要求22所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述冷却部包括: 冷却板，其以能够进行热传递的形式与所述热传递部件的上部连接； 冷却流体流路，其使得冷却流体沿着所述冷却板的内部进行流动。24.根据权利要求20所述的化学机械研磨装置，其特征在于，包括: 连接部件，其设置于所述研磨垫的上部，并且将分别个别地设置于所述多个表面区间的所述接触部件及所述热传递部件连接为一体。25.根据权利要求24所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述连接部件由柔韧的材料形成，并且所述接触部件在连接于所述连接部件的状态下通过自身重量与所述研磨垫接触。26.根据权利要求25所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 在所述连接部件形成有流动引导槽，所述流动引导槽用于按照所述多个表面区间的各个区域提供沿着上下方向的流动性。27.根据权利要求18所述的化学机械研磨装置，其特征在于，包括: 温度测定部，其对所述研磨垫的温度进行测定； 控制部，其根据所述温度测定部所测定的结果来对所述温度调节部进行控制。28.根据权利要求27所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述温度测定部包括配置于所述多个表面区间的各个区域的多个温度传感器， 控制部根据所述多个温度传感器所测定的结果来个别地控制所述多个表面区间的温度。29.根据权利要求20所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 在所述接触部件的底面形成有流体流动槽，所述流体流动槽用于使得所述研磨垫的上面存在的流体流动。30.根据权利要求29所述的化学机械研磨装置，其特征在于， 所述流体流动槽设置为使得所述流体从所述研磨垫的内侧向朝向外侧的方向流动。
【文档编号】B24B55/02GK205465663SQ201620142970
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】安俊镐, 金真圭, 金东旻
【申请人】K.C.科技股份有限公司