專利名稱：基板拋光設(shè)備、基板拋光方法和在該拋光設(shè)備中用于調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過用基板保持機構(gòu)保持基板、將基板壓靠在拋光臺上的拋光墊的拋光面上并且使得基板表面與拋光墊的拋光面之間相對移動來拋光基板(如半導(dǎo)體基板)表面的基板拋光設(shè)備和基板拋光方法，本發(fā)明還涉及在基板拋光設(shè)備中用于調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知化學(xué)機械拋光(CMP)設(shè)備作為拋光基板如半導(dǎo)體基板表面的設(shè)備。典型地， 該設(shè)備具有拋光臺、連接于拋光臺的上表面的拋光墊、以及基板保持機構(gòu)(下面稱為頂環(huán))。拋光墊提供了用于拋光基板的拋光面。待拋光基板被頂環(huán)所保持且壓靠在拋光墊的拋光面上，同時漿體被供至拋光面上。旋轉(zhuǎn)拋光臺和頂環(huán)以使拋光面與基板表面之間相對移動，藉此拋光和平面化基板表面。為得到精細的半導(dǎo)體裝置，在CMP設(shè)備內(nèi)均勻地拋光基板表面是很重要的。為實現(xiàn)基板表面的均勻拋光，已經(jīng)有人嘗試調(diào)節(jié)基板表面抵靠拋光面的接觸壓力從而優(yōu)化基板表面內(nèi)的壓力分布。但是，基板表面的拋光率不僅受到拋光面上接觸壓力的影響，還受到拋光面溫度、 供應(yīng)的漿體濃度等的影響。因此，不可能僅通過調(diào)節(jié)拋光面上的接觸壓力來完全控制拋光率。特別地，在拋光率極大地取決于拋光面溫度的CMP工藝中(例如，在拋光墊的表面硬度極大地取決于其溫度的情形下)，由于拋光面內(nèi)的溫度分布，基板表面不同部分的拋光率各異。因此，不能得到均勻的拋光分布。一般地，因為拋光面與基板表面接觸且與保持基板的頂環(huán)的保持環(huán)接觸故而自身產(chǎn)生了熱量、拋光面的熱吸收率變化、供至拋光面上的漿體流動特性等，所以拋光墊的拋光面溫度不均勻。因此，在拋光面的各個區(qū)域內(nèi)存在溫度差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述缺陷而提供。因此本發(fā)明的目的在于提供一種用于拋光基板的基板拋光設(shè)備和基板拋光方法，其在拋光的同時測定拋光墊的拋光面溫度且反饋測定的溫度信息從而借助PID控制來調(diào)節(jié)拋光面的溫度。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在基板拋光設(shè)備中用于調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的設(shè)備。本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板拋光設(shè)備和用于調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的設(shè)備，后者具有溫度調(diào)節(jié)功能(即加熱功能和冷卻功能)，能夠在全部拋光時間期間或拋光時間的各個部分期間保持墊表面溫度的恒定從而得到最優(yōu)拋光率和最優(yōu)梯階特性(step property)以防止?jié){體變質(zhì)同時均勻地拋光基板表面。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面提供一種用于拋光基板的基板拋光設(shè)備。該設(shè)備包括拋光墊連接于其上的可旋轉(zhuǎn)拋光臺；被構(gòu)造為保持基板并且將基板壓靠在所述旋轉(zhuǎn)拋光臺上的拋光墊的拋光面上從而拋光基板的至少一個基板保持器；被構(gòu)造為檢測拋光墊的拋光面溫度的墊溫度檢測器；被構(gòu)造為接觸拋光墊的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)器；以及被構(gòu)造為通過基于所述墊溫度檢測器檢測到的溫度信息控制所述墊溫度調(diào)節(jié)器來控制拋光墊的拋光面溫度的溫度控制器。所述溫度控制器被構(gòu)造為基于預(yù)定規(guī)則從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID參數(shù)并且基于拋光面溫度的信息使用所選PID參數(shù)控制拋光墊的拋光面溫度。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述溫度控制器被構(gòu)造為根據(jù)基板的膜的類型從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID參數(shù)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述溫度控制器在其內(nèi)存儲若干種PID參數(shù)，包括用于冷卻拋光墊的拋光面的PID參數(shù)和用于加熱拋光墊的拋光面的PID參數(shù)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，PID參數(shù)被預(yù)先記錄在方案(recipe)中并且所述溫度控制器根據(jù)該方案選擇PID參數(shù)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述墊溫度調(diào)節(jié)器具有帶有與拋光墊的拋光面接觸的接觸面的立體元件，所述接觸面沿拋光面的徑向延伸，并且所述墊溫度調(diào)節(jié)器被構(gòu)造為通過所述立體元件的所述接觸面在所述立體元件內(nèi)流動的流體與拋光墊之間進行熱交換。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，基板拋光設(shè)備還包括用于支撐所述基板保持器的頂部段；以及被構(gòu)造為在拋光墊的拋光面上吹熱氣的熱風(fēng)(hot-blast)加熱器。所述熱風(fēng)加熱器位于所述頂部段上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，基板拋光設(shè)備還包括被構(gòu)造為在拋光墊的拋光面上吹冷氣的冷氣鼓風(fēng)機。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，基板拋光設(shè)備還包括被構(gòu)造為當(dāng)基板被所述基板保持器保持時加熱基板的基板加熱裝置。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述基板加熱裝置包括被構(gòu)造為在基板上供應(yīng)熱水的熱水供應(yīng)裝置。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述至少一個基板保持器包括多個基板保持器；并且為每個所述基板保持器配備所述墊溫度檢測器、所述墊溫度調(diào)節(jié)器和所述溫度控制器。本發(fā)明的另一方面在于提供一種用于拋光基板的基板拋光設(shè)備。所述設(shè)備包括 拋光墊連接于其上的可旋轉(zhuǎn)拋光臺；被構(gòu)造為保持基板并且將基板壓靠在所述旋轉(zhuǎn)拋光臺上的拋光墊的拋光面上從而拋光基板的至少一個基板保持器；被構(gòu)造為檢測拋光墊的拋光面溫度的墊溫度檢測器；被構(gòu)造為接觸拋光墊的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)器；以及被構(gòu)造為通過基于所述墊溫度檢測器檢測到的拋光面溫度信息控制所述墊溫度調(diào)節(jié)器以控制拋光墊的拋光面溫度的溫度控制器。所述溫度控制器被構(gòu)造為使用預(yù)定PID參數(shù)控制拋光墊的拋光面溫度。本發(fā)明的又一方面在于提供一種通過將基板壓靠在旋轉(zhuǎn)拋光臺上拋光墊的拋光面上來拋光基板的方法。所述方法包括基于預(yù)定規(guī)則從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID參數(shù)；令墊溫度調(diào)節(jié)器與拋光墊的拋光面接觸；通過基于拋光面溫度的信息使用所選的PID 參數(shù)控制墊溫度調(diào)節(jié)器來控制拋光墊的拋光面溫度；以及在控制拋光面溫度的同時拋光基板。本發(fā)明的又一方面在于提供一種用于基板拋光設(shè)備中調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備。所述墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備包括包括墊接觸元件和設(shè)于所述墊接觸元件上的絕緣蓋的立體元件。所述墊接觸元件具有與拋光墊的拋光面接觸的接觸面，所述墊接觸元件由陶瓷制成，所述絕緣蓋被設(shè)置在所述接觸面的相反側(cè)，所述絕緣蓋由與墊接觸元件的線性膨脹系數(shù)接近的材料制成，并且所述立體元件被構(gòu)造為通過接觸面在所述立體元件中流動的流體與拋光墊的拋光面之間進行熱交換。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述墊接觸元件由SiC或氧化鋁制成。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述立體元件的所述接觸面包括鏡面磨光接觸面， 或CVD涂層被涂敷于所述接觸面以降低所述接觸面的表面粗糙度。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備還包括被構(gòu)造為使得所述立體元件遵循著拋光面的周向和徑向上的偏轉(zhuǎn)并且遵循著因拋光墊的磨損導(dǎo)致的厚度變化的隨動機構(gòu)。所述立體元件被成形為徑向延伸并且設(shè)置為通過其自重與拋光面接觸。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備還包括抬高機構(gòu)，其能夠?qū)⑺隽Ⅲw元件抬高至所述拋光墊周緣處垂直位置，從而所述立體元件不會阻礙拋光墊的更換。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述立體元件具有位于拋光墊中心側(cè)部處其一個端部上的至少一個第一流體端口和位于拋光墊周緣側(cè)部處其另一個端部上的至少一個第二流體端口，并且流體穿過所述第一流體端口和第二流體端口被導(dǎo)入所述立體元件以及從其排出。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，當(dāng)冷卻拋光墊的拋光面時，流體被供至位于拋光面的中心側(cè)部處的所述第一流體端口內(nèi)并且從位于拋光墊周緣側(cè)部處的所述第二流體端口排出。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，當(dāng)加熱拋光墊的拋光面時，流體被供至位于拋光墊周緣側(cè)部處的所述第二流體端口內(nèi)并且從位于拋光面的中心側(cè)部處的所述第一流體端口排出。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述至少一個第一流體端口包括一個流體端口，并且所述至少一個第二流體端口包括至少兩個流體端口。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，從上面看時，所述立體元件具有梯形形狀，其具有與拋光墊中心側(cè)部接觸的狹窄端部和與拋光墊的周緣側(cè)部接觸的寬闊端部。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述流體為液體或氣體。在本發(fā)明的一個優(yōu)選方面中，所述墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備還包括流體穿過其被供給所述立體元件的比例控制三通閥。熱流體和冷流體被供至所述比例控制三通閥，并且熱流體和冷流體分別以被調(diào)節(jié)的流速被所述比例控制三通閥混合以形成具有受控溫度的流體。根據(jù)本發(fā)明，溫度控制器基于預(yù)定規(guī)則從若干種類型的PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID 參數(shù)并且基于墊溫度信息使用所選的PID參數(shù)控制拋光墊表面的溫度。因此，基板的拋光率可被優(yōu)化且保持恒定，藉此可縮短拋光時間。此外，因此可減少使用的漿體量和廢棄的漿體量。因為如上所述可縮短拋光時間，單位時間內(nèi)加工的基板數(shù)量增加且生產(chǎn)率提高。 此外，可減少每個基板的拋光成本(包括用于漿體和其它消耗品的成本)。因為可提高基板表面內(nèi)的拋光均勻度和梯階特性，可提高基板拋光工藝中的產(chǎn)品產(chǎn)量。
因為可根據(jù)方案選擇PID參數(shù)，可能妥善處理主機發(fā)送來的具有不同方案信息的
加工工作。因為拋光過程中可為每個拋光步驟設(shè)定PID參數(shù)和設(shè)定溫度(即目標溫度)，可根據(jù)將從基板上被去除的膜的狀態(tài)來控制拋光墊的溫度。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖2A為示出一個方案的示例的圖表；圖2B為示出一個方案的示例的圖表；圖3為示出基板拋光時間與拋光墊的表面溫度之間關(guān)系的圖表；圖4為示出基板膜的拋光速度與拋光墊溫度之間關(guān)系的圖表；圖5為示出銅膜的基板拋光時間與拋光墊溫度之間關(guān)系的圖表；圖6為示出用于STI (淺溝槽隔離)中的膜的基板拋光時間與拋光墊溫度之間關(guān)系的圖表；圖7A-7C為示出墊溫度調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖8為示出墊溫度調(diào)節(jié)器和拋光臺的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖9A-9C為示出墊溫度調(diào)節(jié)器的除蓋子外的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖IOA和IOB示出流體流過墊溫度調(diào)節(jié)器的立體元件的方式的示意圖；圖11為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖12為示出墊溫度調(diào)節(jié)器的拋光墊接觸元件和桿加熱器的結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖13為示出熱水被噴向基板傳輸位置處的頂環(huán)的方式的示意圖；圖14A-14C為示出墊溫度調(diào)節(jié)器的除蓋子外的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的示意圖；圖15為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖16為示出在圖2B所示方案的情形下控制輸入與溫度之間關(guān)系的圖表；圖17為示出當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的拋光設(shè)備中拋光基板時拋光時間與拋光墊溫度之間關(guān)系的圖表；圖18為示出在拋光基板之前和拋光基板期間拋光墊溫度變化的圖表；圖19為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖；圖20為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。
具體實施例方式下面將詳述本發(fā)明的實施例。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。如圖所示，基板拋光設(shè)備10包括具有拋光墊11連接于其的上表面的拋光臺13，以及作為用于保持基板的基板保持器的頂環(huán)14。拋光臺13和頂環(huán)14可旋轉(zhuǎn)。 基板(未示出)被保持在頂環(huán)14的下表面上，被頂環(huán)14所旋轉(zhuǎn)，并且被頂環(huán)14壓靠在旋轉(zhuǎn)的拋光臺13上拋光墊11的拋光面上。此外，作為拋光液的漿體17從漿體供應(yīng)噴嘴16 被供至拋光墊11的拋光面上。這樣，基板表面通過基板與拋光墊11的拋光面之間的相對移動而被拋光?；鍜伖庠O(shè)備10還包括輻射溫度計19、溫度控制器20、電動氣動調(diào)節(jié)器22、比例控制三通閥23、熱水生成槽25、墊溫度調(diào)節(jié)器26以及溫度計28。輻射溫度計19作為用于檢測或測定拋光墊11的拋光面(即上表面)溫度的墊溫度檢測器。墊溫度調(diào)節(jié)器26被構(gòu)造為接觸拋光墊11的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面的溫度。溫度計28被設(shè)置為檢測或測定從墊溫度調(diào)節(jié)器26排出的水溫。輻射溫度計19被設(shè)置為檢測拋光墊11的拋光面內(nèi)的目標區(qū)域的溫度。該目標區(qū)域鄰近于拋光面上的頂環(huán)14且相對拋光臺13的旋轉(zhuǎn)方向(箭頭A所示)位于頂環(huán)14上游。有關(guān)拋光墊表面的檢測溫度的信息被輸入溫度控制器20。下面將詳述的若干種PID參數(shù)被存儲于溫度控制器20內(nèi)。拋光墊11的拋光面的設(shè)定溫度也存儲于溫度控制器20內(nèi)。溫度控制器20被構(gòu)造為根據(jù)拋光墊11的拋光面的設(shè)定溫度與輻射溫度計19檢測到的拋光面實際溫度之間的差值從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定的PID參數(shù)并且基于輻射溫度計19檢測到的表面溫度信息通過電動氣動調(diào)節(jié)器22控制比例控制三通閥23，從而使拋光墊11的拋光面具有設(shè)定溫度。比例控制三通閥23的開放度受到電動氣動調(diào)節(jié)器22的控制，從而使拋光墊11的上表面(即拋光面)具有預(yù)定溫度。特別地，比例控制三通閥23控制來自熱水生成槽25的具有預(yù)定溫度的熱水30的流速和具有預(yù)定溫度的冷水31的流速的混合比率且將溫度受控的流體供給墊溫度調(diào)節(jié)器26。 溫度計28測定從墊溫度調(diào)節(jié)器26流出的水溫，并且測定的溫度被反饋回溫度控制器20。 可選地，輻射溫度計19測得的拋光墊11的表面溫度可被反饋回溫度控制器20。通過這些操作，拋光墊11的拋光面可保持已在溫度控制器20內(nèi)設(shè)定的最優(yōu)溫度。因此，基板的拋光率可被優(yōu)化且保持一致，并且可縮短拋光時間。此外，由此可減少使用的漿體17的量和廢棄的漿體17的量。拋光基板中產(chǎn)生的熱量隨著加工條件的變化而變化，這些加工條件包括基板膜的類型、拋光條件(如拋光臺13的轉(zhuǎn)速和頂環(huán)14的轉(zhuǎn)速)以及拋光墊11的類型。因此，拋光基板時拋光墊11的表面溫度分布也隨著加工條件而變化。此外，拋光基板時拋光墊11 的最優(yōu)表面溫度也隨著加工條件而變化。因此，必須提供分別對應(yīng)于加工條件的PID參數(shù)。 但是，因為要求用單個基板拋光設(shè)備處理各種加工條件，必須在溫度控制器20內(nèi)存儲若干種PID參數(shù)并且選擇性地使用它們。當(dāng)基板組(lot)被傳送至基板拋光設(shè)備10時，拋光條件方案從上位計算機(即工廠內(nèi)的主機)被傳送至基板拋光設(shè)備10。因此，通過將PID參數(shù)分別寫入拋光條件方案， 可能通過基板拋光設(shè)備10內(nèi)的計算機與溫度控制器20之間的通信來選擇性地使用PID參數(shù)。從上位計算機傳送的拋光條件方案被存儲于基板拋光設(shè)備10的計算機內(nèi)。在進行基板的膜的拋光時，可能需要改變拋光墊11的最優(yōu)表面溫度。在這種情形下，還需要根據(jù)最優(yōu)表面溫度的變化來改變PID參數(shù)。圖2A和2B為示出一個方案的示例的圖表。圖3為示出基板拋光時間(秒)和拋光墊表面溫度之間關(guān)系的圖表。如圖2A和 2B所示，為每個拋光步驟1，2，3，……，10設(shè)定處理時間、旋轉(zhuǎn)速度、……、拋光墊溫度控制的“無效”或“有效”、PID參數(shù)、和設(shè)定溫度?；鍜伖鈺r間與拋光墊11的上表面溫度之間的關(guān)系為使得步驟2的設(shè)定溫度為45°C并且步驟3中的設(shè)定溫度為40°C，如圖3中虛線所示，同時拋光墊11的上表面的測定溫度如曲線B所示。在具有形成于其表面上的金屬鍍膜的基板被基板拋光設(shè)備所拋光的情形下，膜的拋光速度V與拋光墊表面溫度[°C ]之間的關(guān)系如圖4所示。如圖4所示，當(dāng)拋光墊11的上表面溫度為TO (如45°C)時，拋光速度V呈現(xiàn)其最大值。在這種情形下，以溫度TO為居中的預(yù)定溫度范圍(例如從30°C到60°C)被確定為用于拋光的最優(yōu)設(shè)定溫度范圍At。圖5為示出當(dāng)拋光具有形成于其上的銅鍍膜的基板時拋光墊11的上表面的溫度分布示意圖。圖6為示出當(dāng)拋光具有形成于其上的用于STI (淺溝槽隔離)的絕緣膜的基板時拋光墊的溫度分布示意圖。在具有銅鍍膜的基板被拋光的情形下，如果不進行拋光墊的上表面的溫度控制，拋光墊的溫度會如圖5的曲線B所示增至超過期望控制溫度并且又降低至低于期望控制溫度，雖然期望控制溫度被設(shè)定在如圖5中虛線A所示的預(yù)定溫度(如 400C )。類似地，在拋光具有用于STI的絕緣膜的基板時，如果不進行拋光墊的上表面的溫度控制，拋光墊的溫度得如圖6的曲線B所示增至超過期望控制溫度，雖然期望控制溫度被設(shè)定在如圖6中虛線所示的預(yù)定溫度(如40°C )。在本實施例中，拋光墊11的上表面溫度在整個拋光時間上都受到控制從而被保持在具有預(yù)定精確度(如最多士 l°c的精確度)的預(yù)定設(shè)定溫度范圍內(nèi)(如30°C 60°C)。 更特別地，拋光墊的預(yù)定區(qū)域(如沿拋光臺13的邊緣(周緣)延伸的寬度30mm的區(qū)域，或其他區(qū)域)的溫度被保持在設(shè)定溫度范圍。拋光基板前加熱拋光墊時的任務(wù)就是使溫度在 5秒內(nèi)到達設(shè)定溫度。拋光基板期間轉(zhuǎn)換溫度時，溫度以不低于2°C/秒的速度增加或減少。 拋光墊的溫度被控制成在開始拋光前達到期望溫度(即設(shè)定溫度)。拋光期間保持該設(shè)定溫度。也有拋光期間所述期望溫度變化的情形。在這些情形下，溫度以不低于2°C/秒的速度變化。圖7A為示出墊溫度調(diào)節(jié)器26的結(jié)構(gòu)示例的平面圖，圖7B為示出墊溫度調(diào)節(jié)器26 的側(cè)視圖，并且圖7C為沿圖7B中直線A-A的截面圖。墊溫度調(diào)節(jié)器26包括具有與拋光臺 13上拋光墊11的上表面接觸的墊接觸部段34的立體元件33。立體元件33內(nèi)具有供作為熱交換介質(zhì)的流體從中流過的流體通道，下面將描述。墊接觸部段34的上部被由具有優(yōu)良絕熱特性的材料制成的蓋子(如絕緣蓋)35所覆蓋。立體元件33具有前端部和后端部，并且前端部的寬度Ll小于后端部的寬度L2(即Ll < L2)。如圖1所示，墊溫度調(diào)節(jié)器26被置于拋光墊11的上表面上以使具有較小寬度Ll的前端部位于拋光墊11的中心側(cè)部上并且具有較大寬度L2的后端部位于拋光墊11的周緣側(cè)部上。通過墊接觸部段34在流經(jīng)立體元件33的流體與拋光墊11的上表面之間進行熱交換，從而將拋光墊11的上表面溫度調(diào)節(jié)為預(yù)定溫度。立體元件33被固定于安裝軸36。安裝軸36與支架38接合，并且此支架38與用于支撐立體元件33的支撐軸39接合。在安裝軸36與支架38之間形成預(yù)定間隙。由于這些結(jié)構(gòu)，立體元件33能在箭頭B和箭頭C所示的預(yù)定范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)，并且還能在預(yù)定范圍內(nèi)上下移動。因為支架38與安裝軸36之間形成間隙，墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33通過其自重接觸拋光墊11并且可遵循著拋光墊11的徑向和周向偏轉(zhuǎn)。此外，即使在拋光墊11已經(jīng)磨損時，立體元件33也能遵循著拋光墊11的磨損，因為除了立體元件33的偏轉(zhuǎn)外立體元件33還能通過間隙上下移動。用于將流體(即熱交換介質(zhì))導(dǎo)入上述流體通道內(nèi)的流體入口 33a和用于將流體從流體通道排出的流體出口 33b位于立體元件33的后端部上。墊溫度調(diào)節(jié)器26具有能夠?qū)⒘Ⅲw元件33抬高至拋光臺13周緣處垂直位置的抬高機構(gòu)29，如圖8虛線所示。該機構(gòu)29能夠通過將立體元件33抬高至拋光臺13周緣處的垂直位置，使得在無需從基板拋光設(shè)備10上移除墊溫度調(diào)節(jié)器26的情況下，就能更換拋光臺13的上表面上的拋光墊11。在圖8中，符號C代表拋光臺13的旋轉(zhuǎn)中心。
圖9A為示出墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33的除蓋子外的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的分解透視圖，圖9B為示出立體元件33的透視圖，并且圖9C為沿途9B中直線A-A截得的示意圖。 圖7A-7C所示的墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33和圖9A-9C所示的墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33從上面來看時形狀略微不同。如圖9A-9C所示，立體元件33具有墊接觸元件33_1、 硅橡膠加熱器33-2、以及鋁循環(huán)水殼件33-3。墊接觸元件33-1具有與拋光墊11接觸的接觸面。墊接觸元件33-1由具有優(yōu)良導(dǎo)熱性、優(yōu)良耐磨性和優(yōu)良耐蝕性的材料制成。墊接觸元件33-1材料的示例包括陶瓷如SiC(碳化硅)或氧化鋁。從上面看時，墊接觸元件33-1 具有梯形形狀，其中前端部的寬度Ll小于后端部的寬度L2 (Li < L2)。墊接觸元件33_1具有豎直壁狀的周緣部。因此，墊接觸元件33-1作為整體構(gòu)成了梯形容器。從上面看，硅橡膠加熱器33-2具有梯形形狀和能插入墊接觸元件33-1內(nèi)部的周緣部。從上面看，鋁循環(huán)水殼件33-3具有梯形形狀和能插入硅橡膠加熱器33-2內(nèi)部的周緣部。墊接觸元件33-1的內(nèi)表面和硅橡膠加熱器33-2的外表面例如用粘合劑彼此粘合在一起。通過導(dǎo)線33-2a和33-2b為硅橡膠加熱器33-2供電從而產(chǎn)生熱量。鋁循環(huán)水殼件 33-3具有流體(即熱交換介質(zhì)如熱水或冷水)流入其中的進入流體通道33-3a和流體從其排出的排出流體通道33-3b。墊接觸元件33-1由具有優(yōu)良導(dǎo)熱性、優(yōu)良耐磨性和優(yōu)良耐蝕性的陶瓷(如SiC或氧化鋁)制成。覆蓋墊接觸元件33-1上部的蓋子35由具有優(yōu)良絕熱性的材料制成以增加拋光墊11的上表面與例如由SiC制成的墊接觸元件33-1之間的熱交換效率。例如，蓋子35由陶瓷(具有低導(dǎo)熱性)或樹脂制成。在使用樹脂制造蓋子35的情形下，優(yōu)選選擇 PEEK(聚醚醚酮)或PPS(聚苯硫醚)以防止墊接觸元件33-1由于流體的熱量產(chǎn)生熱變形。 可選地，可能使用與墊接觸元件33-1的線性膨脹系數(shù)接近或基本相同的材料從而使防止墊接觸元件33-1的熱變形優(yōu)先于絕熱性。此外，為提高熱效率，優(yōu)選提高墊接觸元件33-1 與拋光墊11的接觸面積并且減小墊接觸元件33-1的與拋光墊11接觸的墊接觸部(即底部)的厚度。立體元件33的形狀不局限于梯形，并且立體元件33可為扇形。墊接觸元件33-1的與拋光墊11接觸的接觸面為研磨工藝等形成的鏡面磨光面以減少表面粗糙度。如果墊接觸元件33-1的接觸面采用切割技術(shù)進行加工，可能從接觸面落下微粒材料并且可能在拋光期間刮擦基板的被拋光面。因為要與拋光墊11接觸的接觸面為研磨工藝等形成的鏡面磨光面，墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33平滑地接觸拋光墊11的上表面，并且含有在形成接觸面時產(chǎn)生的裂縫的碎裂層變薄。因此，落下的材料更少并且不容易在拋光期間刮擦基板的被拋光面。為得到與研磨過程相同的結(jié)果，金剛石的CVD涂層、 DLC(金剛石類碳)、SiC(碳化硅)等可施加于接觸面。在上述基板拋光設(shè)備中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)拋光臺13時，由于蒸發(fā)的熱量，與拋光墊11的中心側(cè)部相比拋光墊11的周緣側(cè)部易于被冷卻。因此，優(yōu)選設(shè)置流體入口 33a和流體出口 33b以防止這種趨勢(即以便不在拋光墊11的拋光面內(nèi)形成溫差)。在一個實施例中，如圖IOA所示，用于穿過立體元件33傳輸冷卻水的流體入口 33a 和流體出口 33b設(shè)在與拋光墊11的周緣側(cè)部接觸的后端部上。流體通道形成于立體元件 33內(nèi)，從而流體(即冷卻水)流入流體入口 33a內(nèi)，穿過立體元件33流向與拋光墊11中心側(cè)部接觸的前端部，在立體元件33的前端部接近拋光墊11中央處折回，流向與拋光墊11 的周緣側(cè)部接觸的立體元件33的后端部，并且從流體出口 33b流出。
在另一實施例中，為改善由于蒸發(fā)的熱量而使拋光墊11的周緣側(cè)部比拋光墊11 的中心側(cè)部更易于被冷卻的上述趨勢，在與拋光墊11的中心側(cè)部接觸的立體元件33的前端部上提供一個流體入口 33a，并且在與拋光墊11的周緣側(cè)部接觸的立體元件33的后端部上提供兩個流體出口 33b，如圖IOB所示。流體通道被形成為使得流體(冷卻水)被導(dǎo)入流體入口 33a，穿過立體元件33流向后端部，并且從兩個流體出口 33b流出。由于這種設(shè)置， 最初被導(dǎo)入的具有低溫的冷卻水在拋光墊11的中心側(cè)部流動從而使中心側(cè)部比拋光墊11 的周緣側(cè)部被冷的多。因此，可能消除由于蒸發(fā)的熱量而使拋光墊11的周緣側(cè)部比拋光墊 11的中心側(cè)部更易于被冷卻的上述趨勢。如上所述，因為拋光臺13旋轉(zhuǎn)，由于蒸發(fā)的熱量、拋光墊11的周緣部比拋光墊11 的中心側(cè)部更易于被冷卻。為消除這種趨勢，在可旋轉(zhuǎn)地保持頂環(huán)14的旋轉(zhuǎn)軸40的頂環(huán)支撐臂(即頂部段)43上安裝熱風(fēng)加熱器45。該熱風(fēng)加熱器被設(shè)置為將熱氣(即熱空氣) 吹在拋光墊11的周緣側(cè)部上的位于頂環(huán)14上游的上游區(qū)域上。這樣，僅拋光墊11的周緣側(cè)部被熱風(fēng)加熱器45供給的熱氣所加熱。因為熱風(fēng)加熱器45被設(shè)置在頂環(huán)支撐臂43上， 不需要提供用于支撐熱風(fēng)加熱器45的支撐機構(gòu)，因此可減少成本。頂環(huán)支撐臂43被構(gòu)造為始終在預(yù)定拋光位置處樞轉(zhuǎn)和停止。因此，熱風(fēng)加熱器45相對拋光墊11的位置也始終一致。因此，可得到較好的再現(xiàn)性并且可控制拋光墊11的上表面溫度?；趻伖鈮|11的上表面的周緣側(cè)部溫度來控制來自熱風(fēng)加熱器45的熱氣46。更特別地，具有PID參數(shù)的溫度控制器20在電壓調(diào)節(jié)器27上進行PID控制，或者具有恒溫的熱氣46對拋光墊11吹氣并且只進行熱氣46的開-關(guān)控制。來自熱風(fēng)加熱器45的熱氣46的吹氣方向為拋光墊11連接于其上的拋光臺13的徑向向外方向或與拋光臺13的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向。通過以這種方向吹送熱氣46，可最小化拋光墊11表面溫度的降低。在圖9A-9C中所示的墊溫度調(diào)節(jié)器26中，加熱器(即硅橡膠加熱器33-2)位于墊接觸元件33-1的內(nèi)表面上，或如圖12所示，桿加熱器48被插入形成于墊接觸元件33-1內(nèi)的圓孔49中，這樣桿加熱器48就位于墊接觸元件33-1內(nèi)。通過加熱器(即硅橡膠加熱器 33-2或桿加熱器48)進行拋光墊11的加熱，并且通過使冷水穿過位于鋁循環(huán)水殼件33-3 內(nèi)的進入流體通道33-3a和排出流體通道33-3b而進行拋光墊11的冷卻，藉此控制拋光墊 11的表面溫度。當(dāng)拋光墊11的上表面的期望設(shè)定溫度很高時，可不僅用加熱器(即硅橡膠加熱器33-2或桿加熱器48)還可通過傳輸熱水來加熱拋光墊11。圖14A-14C示出墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33的除蓋子35外的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示例的示意圖。在本示例中立體元件33的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖9所示的立體元件33的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于鋁循環(huán)水殼件33-3的兩個端部具有相同寬度并且被制造的很小。因此，位于拋光墊11的周緣側(cè)部處用于冷卻水的通道面積變得很小。因此，可抑制拋光墊11的上表面的相應(yīng)部分的冷卻。圖15為根據(jù)本發(fā)明的拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的示例的示意圖。基板拋光設(shè)備10 具有被構(gòu)造為基于輻射溫度計19測得的拋光墊11的上表面溫度的信息對墊溫度調(diào)節(jié)器26 的溫度進行PID控制的溫度控制器20。特別地，來自電壓調(diào)節(jié)器41的電壓輸出受到來自溫度控制器20的輸出的控制，并且該電壓輸出為硅橡膠加熱器33-2或墊溫度調(diào)節(jié)器26的桿加熱器48提供加熱電流，藉此進行墊溫度調(diào)節(jié)器26的加熱控制。在這些情形下，可連續(xù)地供應(yīng)和控制加熱電流，或通過其內(nèi)加熱電流的開_關(guān)循環(huán)被改變的時間比例來控制加熱電流。通過用于調(diào)節(jié)供至墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33的冷水31流速的流速控制器50來進行墊溫度調(diào)節(jié)器26的冷卻控制。該流速控制器50受到溫度控制器20的PID控制。單個的溫度控制器20具有用于加熱器(即硅橡膠加熱器33-2或桿加熱器48)的電壓調(diào)節(jié)器41的PID參數(shù)和用于流速控制器50的PID參數(shù)，即用于供給加熱電流的PID參數(shù)和用于供給冷水的PID參數(shù)。用于加熱的參數(shù)和用于冷卻的參數(shù)寫在方案的不同行中， 這樣溫度控制器20可區(qū)分用于加熱(即用于供應(yīng)加熱電流)的參數(shù)和用于冷卻(即用于供應(yīng)冷水)的參數(shù)。圖16為示出在圖2B所示方案的情形下控制輸入(在本實施例中，冷水31的流速和供給加熱器的電壓)與溫度之間關(guān)系的圖表。圖17為示出拋光時間[秒]與溫度[°C ] 之間關(guān)系的圖表。如圖2B所示，“加工時間”、“旋轉(zhuǎn)速度”、……、“拋光墊的溫度控制”，“用于加熱的PID參數(shù)”，“用于冷卻的PID參數(shù)”以及“溫度的設(shè)定值CC ) ”均為方案中提供的項目。在本實施例中，加工時間、旋轉(zhuǎn)速度、用于拋光墊溫度控制的“無效”或“有效”、用于加熱的PID參數(shù)、用于冷卻的PID參數(shù)、以及溫度設(shè)定值都與步驟1，2，3，……，10相關(guān)。在圖17的步驟2中，為達到期望設(shè)定溫度B，根據(jù)控制特性進行PID加熱控制。當(dāng)溫度達到預(yù)定溫度時，也開始PID冷卻控制(同時它取決于PID參數(shù)值和預(yù)定溫度與期望設(shè)定溫度之間的差值)。結(jié)果，PID加熱控制和PID冷卻控制得到平衡。用于加熱控制的 PID參數(shù)為參數(shù)A，用于冷卻控制的PID參數(shù)為參數(shù)a。隨后在步驟3中，僅使用參數(shù)b進行冷卻控制，因為期望設(shè)定溫度被設(shè)定得很低。在基板拋光設(shè)備中，當(dāng)基板拋光開始時將待拋光基板與拋光墊11接觸時，拋光墊 11的上表面溫度在圖18的曲線B所示的時間tl處降低，意味著拋光墊11的上表面被冷卻。為防止拋光墊11的上表面冷卻，提供用于在基板接觸拋光墊11之前預(yù)熱基板的加熱裝置。作為這樣的加熱裝置，提供了將熱水供至被頂環(huán)14保持的基板(未示出)上的噴嘴 56，如圖13所示。當(dāng)保持基板的頂環(huán)14靜止在用于將基板傳輸至頂環(huán)14的傳輸機構(gòu)53 之上的位置時，將熱水54從噴嘴56向保持在頂環(huán)14的下表面上的基板上供應(yīng)預(yù)定時間。 即使將保持基板的頂環(huán)14從傳輸機構(gòu)53之上的位置移至拋光墊11上的拋光位置之上時， 也還向基板上供應(yīng)熱水。為防止拋光墊11的上表面通過與基板接觸而被冷卻，在溫度控制器20內(nèi)設(shè)定的拋光墊11的表面加熱溫度可能高于用于基板拋光的期望設(shè)定溫度，并且在基板與拋光墊 11接觸后可能轉(zhuǎn)換為期望設(shè)定溫度。圖19為示出根據(jù)本發(fā)明的拋光設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的另一示例的示意圖。在該基板拋光設(shè)備10中，熱水生成槽25僅將具有預(yù)定溫度的熱水供至墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33，從而加熱拋光墊11的上表面。熱水的流速通過流速控制器(如流量控制閥)50被溫度控制器20進行PID控制。因為熱水生成槽25內(nèi)的熱水量應(yīng)當(dāng)保持一致，從熱水生成槽 25排出的熱水流速應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨厥者M熱水生成槽25內(nèi)的熱水流速。在圖1所示的系統(tǒng)使用三通閥23混合冷水和熱水以提供將被供給到墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33的流體混合物，必須以從熱水生成槽25排出的熱水流速相同的流速進行回收控制。相反，在圖19所示的系統(tǒng)中不使用三通閥并且僅熱水以受控流速循環(huán)，則不需要上述回收控制。此外，因為熱水不與冷水混合，回收的熱水溫度不會變低。因此，可使得熱水生成槽25中的加熱器容量變小，并且其能耗減少。如圖19所示，用于朝拋光墊11的上表面上吹送冷氣(即冷空氣)58的冷卻噴嘴 59被設(shè)置為拋光墊11的上表面的冷卻機構(gòu)。電動氣動調(diào)節(jié)器60的開放度受到溫度調(diào)節(jié)器 20進行的PID控制的調(diào)節(jié)從而控制導(dǎo)入拋光墊11的冷氣58的流速。具有正常溫度或預(yù)定溫度的氣體用作冷氣58。盡管根據(jù)上述實施例的基板拋光設(shè)備10具有一個拋光臺13和一個頂環(huán)14，根據(jù)本發(fā)明的基板拋光設(shè)備不局限于該構(gòu)造。如圖20所示，基板拋光設(shè)備可具有一個拋光臺13 和用于保持和擠壓基板以拋光它的多個(附圖中為兩個)頂環(huán)14。在這種情形下，為每個頂環(huán)14配備輻射溫度計19、墊溫度調(diào)節(jié)器26、溫度控制器20、電壓調(diào)節(jié)器41和流速控制器 50。當(dāng)兩個頂環(huán)14保持基板并將其壓靠在拋光墊11的上表面上從而拋光基板時，與使用一個頂環(huán)14的情形相比拋光基板產(chǎn)生的熱量為雙倍。因此拋光墊11的溫度增加。因而，為每個頂環(huán)14配備輻射溫度計19、墊溫度調(diào)節(jié)器26、溫度控制器20、電壓調(diào)節(jié)器41和流速控制器50。因為具有圖15所示的基板拋光設(shè)備的系統(tǒng)，基于輻射溫度計19檢測到的拋光墊11的上表面溫度的信息通過溫度控制器20的PID控制對每個墊溫度調(diào)節(jié)器26進行溫度控制。特別地，通過控制電壓調(diào)節(jié)器41的輸出電壓進行每個墊溫度調(diào)節(jié)器26的加熱控制從而控制供給硅橡膠加熱器33-2或桿加熱器48的加熱電流。通過控制流速控制器 50進行每個墊溫度調(diào)節(jié)器26的冷卻控制從而控制流經(jīng)墊溫度調(diào)節(jié)器26的立體元件33的通道的冷水31的流速。通過這些操作，拋光墊11的上表面溫度可被保持在用于拋光的最優(yōu)溫度。圖20示出用于基板拋光設(shè)備的多個頂環(huán)14的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示例。圖1和圖19 所示的其它溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可用于多個頂環(huán)14.如上所述，通過為每個頂環(huán)提供輻射溫度計、墊溫度調(diào)節(jié)器、溫度控制器和其它裝置并且通過使用基于輻射溫度計測得的拋光墊的上表面溫度的信息進行PID控制的溫度控制器對墊溫度調(diào)節(jié)器進行溫度控制，具有一個拋光臺和多個頂環(huán)的基板拋光設(shè)備也能實現(xiàn)最優(yōu)拋光率和最優(yōu)梯階特性?；迥さ捻敪h(huán)可導(dǎo)致基板之間拋光率的變化。如上所述，即使在提供多個頂環(huán)并且同時進行相同工藝的情形下，盡管頂環(huán)之間有差異，也可通過控制拋光墊的上表面溫度得到最優(yōu)拋光率和最優(yōu)梯階特性，因為可對每個頂環(huán)進行溫度控制。此外，拋光一個基板 (例如當(dāng)拋光第25個基板)時拋光墊的上表面溫度不會升到高于同時拋光兩個基板時的溫度。因此，通過使用上述對拋光墊的上表面的溫度控制，即使在拋光一個基板的情況下和拋光兩個基板的情形下也可得到最優(yōu)拋光率和最優(yōu)梯階特性。例如，可在一個卡匣內(nèi)實現(xiàn)同一層次的拋光。提供前面對實施例的描述能使得本領(lǐng)域技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易對這些實施例作出各種改進，此處限定的一般原則和特定示例可應(yīng)用于其它實施例。因此，本發(fā)明不局限于此處所述的實施例，而是符合權(quán)利要求及其等價物限定的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于拋光基板的基板拋光設(shè)備，所述設(shè)備包括 拋光墊連接于其上的可旋轉(zhuǎn)拋光臺；被構(gòu)造為保持基板并且將基板壓靠在所述旋轉(zhuǎn)拋光臺上的拋光墊的拋光面上從而拋光基板的至少一個基板保持器；被構(gòu)造為檢測拋光墊的拋光面溫度的墊溫度檢測器； 被構(gòu)造為接觸拋光墊的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)器；以及被構(gòu)造為通過基于所述墊溫度檢測器檢測到的拋光面的溫度信息控制所述墊溫度調(diào)節(jié)器來控制拋光墊的拋光面溫度的溫度控制器，其中所述溫度控制器被構(gòu)造為基于預(yù)定規(guī)則從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID參數(shù)并且基于拋光面溫度的信息使用所選PID參數(shù)控制拋光墊的拋光面溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，所述溫度控制器被構(gòu)造為根據(jù)基板的膜的類型從所述若干種PID參數(shù)中選擇所述預(yù)定PID參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，所述溫度控制器在其內(nèi)存儲所述若干種PID參數(shù)，包括用于冷卻拋光墊的拋光面的PID參數(shù)和用于加熱拋光墊的拋光面的 PID參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，PID參數(shù)被預(yù)先記錄在方案中并且所述溫度控制器根據(jù)該方案選擇PID參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，所述墊溫度調(diào)節(jié)器具有帶有與拋光墊的拋光面接觸的接觸面的立體元件，所述接觸面沿拋光面的徑向延伸，并且所述墊溫度調(diào)節(jié)器被構(gòu)造為通過所述立體元件的所述接觸面在所述立體元件內(nèi)流動的流體與拋光墊之間進行熱交換。
6.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，還包括 用于支撐所述基板保持器的頂部段；以及被構(gòu)造為將熱氣吹到拋光墊的拋光面上的熱風(fēng)加熱器，所述熱風(fēng)加熱器設(shè)在所述頂部段上。
7.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，還包括 被構(gòu)造為將冷氣吹到拋光墊的拋光面上的冷氣鼓風(fēng)機。
8.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，還包括 被構(gòu)造為當(dāng)基板被所述基板保持器保持時加熱基板的基板加熱裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于，所述基板加熱裝置包括被構(gòu)造為將熱水供應(yīng)到基板上的熱水供應(yīng)裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的基板拋光設(shè)備，其特征在于， 所述至少一個基板保持器包括多個基板保持器；并且為每個所述基板保持器都設(shè)置所述墊溫度檢測器、所述墊溫度調(diào)節(jié)器、以及所述溫度控制器。
11.一種用于拋光基板的基板拋光設(shè)備，所述設(shè)備包括 拋光墊連接于其上的可旋轉(zhuǎn)拋光臺；被構(gòu)造為保持基板并且將基板壓靠在所述旋轉(zhuǎn)拋光臺上的拋光墊的拋光面上從而拋光基板的至少一個基板保持器；被構(gòu)造為檢測拋光墊的拋光面溫度的墊溫度檢測器； 被構(gòu)造為接觸拋光墊的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)器；以及被構(gòu)造為通過基于所述墊溫度檢測器檢測到的拋光面溫度信息控制所述墊溫度調(diào)節(jié)器來控制拋光墊的拋光面溫度的溫度控制器，其中所述溫度控制器被構(gòu)造為使用預(yù)定PID參數(shù)控制拋光墊的拋光面溫度。
12.一種通過將基板壓靠在旋轉(zhuǎn)拋光臺上拋光墊的拋光面上來拋光基板的方法，所述方法包括基于預(yù)定規(guī)則從若干種PID參數(shù)中選擇預(yù)定PID參數(shù)； 使墊溫度調(diào)節(jié)器與拋光墊的拋光面接觸；通過基于拋光面溫度的信息使用所選的PID參數(shù)控制墊溫度調(diào)節(jié)器來控制拋光墊的拋光面溫度；以及在控制拋光面溫度的同時拋光基板。
13.一種用于基板拋光設(shè)備中調(diào)節(jié)拋光墊的拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，所述墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備包括包括墊接觸元件和設(shè)在所述墊接觸元件上的絕緣蓋的立體元件， 其中所述墊接觸元件具有要與拋光墊的拋光面接觸的接觸面， 其中所述墊接觸元件由陶瓷制成， 其中所述絕緣蓋被設(shè)置在所述接觸面的相反側(cè)， 其中所述絕緣蓋由與墊接觸元件的線性膨脹系數(shù)接近的材料制成，并且其中所述立體元件被構(gòu)造為通過所述接觸面在所述立體元件中流動的流體與拋光墊的拋光面之間進行熱交換。
14.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，所述墊接觸元件由SiC或氧化鋁制成。
15.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，所述立體元件的所述接觸面包括鏡面磨光接觸面，或者CVD涂層被涂敷于所述接觸面，以降低所述接觸面的表面粗糙度。
16.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，還包括隨動機構(gòu)，其被構(gòu)造為使得所述立體元件遵循著拋光面在切向和徑向上的偏轉(zhuǎn)，并且遵循著由于拋光墊的磨損而導(dǎo)致的拋光墊厚度變化，其中所述立體元件被成形為徑向延伸并且設(shè)置為通過其自重與拋光面接觸。
17.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，還包括抬高機構(gòu)，其能夠?qū)⑺隽Ⅲw元件抬高至所述拋光墊周緣處垂直位置，從而所述立體元件不會阻礙拋光墊的更換。
18.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，所述立體元件具有設(shè)在拋光墊中心側(cè)部處其一個端部上的至少一個第一流體端口和設(shè)在拋光墊周緣側(cè)部處其另一個端部上的至少一個第二流體端口，并且流體通過所述第一流體端口和第二流體端口被導(dǎo)入所述立體元件以及從其排出。
19.如權(quán)利要求18所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)冷卻拋光墊的拋光面時，流體被供至位于拋光面的中心側(cè)部處的所述第一流體端口內(nèi)并且從位于拋光墊周緣側(cè)部處的所述第二流體端口排出。
20.如權(quán)利要求18所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，當(dāng)加熱拋光墊的拋光面時，流體被供至位于拋光墊周緣側(cè)部處的所述第二流體端口內(nèi)并且從位于拋光面的中心側(cè)部處的所述第一流體端口排出。
21.如權(quán)利要求18所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，所述至少一個第一流體端口包括一個流體端口，并且所述至少一個第二流體端口包括至少兩個流體端口。
22.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，從上面看時所述立體元件具有梯形形狀，其具有與拋光墊中心側(cè)部接觸的狹窄端部和與拋光墊的周緣側(cè)部接觸的寬闊端部。
23.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，所述流體為液體或氣體。
24.如權(quán)利要求13所述的墊溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，其特征在于，還包括比例控制三通閥，流體穿過該比例控制三通閥被供給到所述立體元件中，其中熱流體和冷流體被供至所述比例控制三通閥，并且熱流體和冷流體以被調(diào)節(jié)過的流速被所述比例控制三通閥混合以形成具有受控溫度的流體。
全文摘要
提供了一種用于拋光基板的設(shè)備。所述設(shè)備包括支撐拋光墊的可旋轉(zhuǎn)拋光臺；被構(gòu)造為保持基板并且將基板壓靠在所述旋轉(zhuǎn)拋光臺上的拋光墊的拋光面上從而拋光基板的基板保持器；被構(gòu)造為測定拋光墊的拋光面溫度的墊溫度檢測器；被構(gòu)造為接觸拋光墊的拋光面從而調(diào)節(jié)拋光面溫度的墊溫度調(diào)節(jié)器；以及被構(gòu)造為通過基于所述墊溫度檢測器檢測到的拋光面溫度信息控制所述墊溫度調(diào)節(jié)器以控制拋光面溫度的溫度控制器。
文檔編號B24B55/03GK102179757SQ20101062152
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者丸山徹, 大野勝俊, 曾根忠一, 本島靖之, 鹽川陽一 申請人:株式會社荏原制作所