專利名稱：化學機械研磨設備的調節(jié)器及調節(jié)方法
技術領域：
本申請中的本發(fā)明關于一種化學機械研磨設備的調節(jié)器，具體地講，關于一種化學機械研磨設備的調節(jié)器，該調節(jié)器通過經(jīng)由將預定軸向力確切地引入至研磨壓板的壓板墊中遍及壓板墊均勻地分散研磨漿而將研磨漿均勻地供應至裝配于載體頭上的基板。
背景技術：
通常，將化學機械研磨(CMP)程序稱為用于通過反向旋轉基板(諸如，用于制造半導體的晶圓，包括研磨層)與研磨壓板來研磨基板的表面的標準程序。圖1為說明典型化學機械研磨設備的視圖。如圖1所示，該化學機械研磨設備包括研磨壓板10，其上附著有壓板墊11 ；研磨頭20，其經(jīng)裝配有待研磨且在接觸壓板墊11 的上部表面的同時旋轉的晶圓w;調節(jié)器30，其將預定軸向力施加于壓板墊11的表面上以精細地切割該壓板墊的表面，使得形成于壓板墊11的表面中的精細孔隙曝露。研磨壓板10附著有用于研磨晶圓w的由poIytex材料形成的壓板墊11，且由于軸件12的旋轉而旋轉。研磨頭20安置于研磨壓板10的壓板墊11上方，且包括夾緊晶圓w的載體頭21 以及在旋轉載體頭21的同時在預定距離內執(zhí)行往復運動的研磨臂22。調節(jié)器30精細地切割壓板墊11的表面，使得用來容納與研磨劑及化學材料混合的研磨漿的眾多精細發(fā)泡孔隙不會被堵塞，且因此將填充于壓板墊11的精細發(fā)泡孔隙中的研磨漿平穩(wěn)地供應至通過載體頭21夾緊的晶圓W。為此，調節(jié)器30在其中包括馬達及齒輪箱，使得在固定器于調節(jié)程序期間夾緊接觸壓板墊11的調節(jié)圓盤31的狀態(tài)下，使連接至固定器的軸件33旋轉。將汽缸安裝于外殼 34中以通過氣動壓力將向下力31p施加至調節(jié)圓盤31。自外殼34延伸的臂35執(zhí)行掃掠運動(swe印motion)以遍及壓板墊11的寬區(qū)域精細地切割發(fā)泡孔隙。為了精細地切割壓板墊11，調節(jié)圓盤31可包括接觸壓板墊11的附著于調節(jié)圓盤31的表面上的鉆石顆粒。又， 可通過安裝于外殼34外部的驅動馬達(圖中未顯示)旋轉軸件33。因此，在典型化學機械研磨設備中，待研磨的晶圓w在通過真空壓力附著至載體頭21且壓在壓板墊11上的同時旋轉，且同時，壓板墊11旋轉。在此狀況下，在自研磨漿供應單元40所供應的研磨漿被容納于形成于壓板墊11中的眾多發(fā)泡孔隙中的狀態(tài)下，可將研磨漿供應至在固定于研磨頭20上的同時旋轉的晶圓W。由于將壓力連續(xù)地施加至壓板墊 11，所以將發(fā)泡孔隙的開口逐漸地阻塞以阻礙研磨漿平穩(wěn)地供應至晶圓w中。為了克服此限制，調節(jié)器30包括朝向壓板墊11施加壓力的汽缸，其在將壓力施加至附著有顆粒(諸如，高硬度的鉆石顆粒)的調節(jié)圓盤31的同時旋轉調節(jié)圓盤31。同時，調節(jié)器30執(zhí)行掃掠運動以對遍及壓板墊11的整個區(qū)域予以分布的發(fā)泡孔隙的開口連續(xù)地執(zhí)行精細切割。因此，可將容納于遍及壓板墊11的發(fā)泡孔隙中的研磨漿平穩(wěn)地供應至晶圓
Wo在此狀況下，若未用適當力加壓于調節(jié)器30的調節(jié)圓盤31，則可能不會打開壓板墊11的發(fā)泡孔隙的開口而且阻礙研磨漿平穩(wěn)地供應至晶圓W。若用過度力加壓于調節(jié)圓盤 31，則可能會打開壓板墊11的開口，但可能會縮短壓板墊11的使用壽命并降低經(jīng)濟效率。盡管通過汽缸控制調節(jié)圓盤31的垂直力，使得施加預定力，但實質上施加于壓板墊11的表面上的軸向力可能會在中間路徑(例如，傳輸軸向力的調節(jié)器30的接頭)處損失，或可能會產(chǎn)生由于可能汽缸長時間被使用所引起的軸向力的誤差而不傳輸所要軸向力。因此，所存在的限制在于容納于壓板墊11的眾多發(fā)泡孔隙中的研磨漿未被平穩(wěn)地遞送至晶圓。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備的調節(jié)器，該調節(jié)器通過經(jīng)由將預定軸向力確切地引入至研磨壓板的壓板墊中將研磨漿均勻地分散于該壓板墊上而將研磨漿均勻地供應至裝配于載體頭上的基板。本發(fā)明亦提供一種化學機械研磨設備的調節(jié)器，通過檢測相對較大軸向力在調節(jié)圓盤的旋轉期間施加至該調節(jié)圓盤的特定側，且允許該軸向力均一地施加至整個該調節(jié)圓盤，該調節(jié)器經(jīng)由使用調節(jié)器遍及壓板墊進行均一精細切割而保證該壓板墊的足夠使用壽命且將研磨漿平穩(wěn)地供應至諸如一晶圓的基板。本發(fā)明概念的實施例提供化學機械研磨設備的調節(jié)器，該等化學機械研磨設備用于在旋轉的壓板墊上研磨基板，該調節(jié)器包括圓盤固定器，其緊固精細地切割該壓板墊的表面的調節(jié)圓盤；活塞桿，其將軸向力遞送至該圓盤固定器；外殼，其覆蓋該活塞桿的至少一部分；及負載傳感器，其經(jīng)安裝以接收該活塞桿遞送至該活塞桿的該軸向力且測量該軸向力。在一些實施例中，該活塞桿可位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸在線。在其它實施例中，該負載傳感器可插入于該活塞桿與該圓盤固定器之間。在另外其它實施例中，該調節(jié)器可進一步包括軸件，其系與該活塞桿向上隔開； 汽缸，其環(huán)繞該軸件及該活塞桿，使得氣動壓力腔室形成于該軸件與該活塞桿之間，該汽缸與該軸件及該活塞桿一起旋轉，且在其外部圓周表面處具有臺階(st印)，該臺階在上部方向上將力遞送至該負載傳感器。此處，該負載傳感器可經(jīng)安裝以通過該外殼支撐，且經(jīng)由該汽缸的該臺階遞送至該汽缸的該軸向力的反作用力可遞送至該負載傳感器。在另外其它實施例中，該負載傳感器可安置于該汽缸的外部圓周的側處，且軸承可安裝于該負載傳感器與該汽缸之間以允許相對旋轉位移。在另外其它實施例中，通過該臺階將該軸向力遞送至該負載傳感器可包括經(jīng)由該軸承遞送剪切力。在另外實施例中，該負載傳感器可自通過接收該軸向力引起的應變測量該軸向力。在其它另外實施例中，該負載傳感器可包括荷重計(load cell)。
在其它另外實施例中，該負載傳感器可包括具有根據(jù)該應變而變化的電阻的應變計，以使用該應變計來測量該軸向力。在其它另外實施例中，該調節(jié)器可進一步包括控制器，該控制器用于在通過該負載傳感器測量的該軸向力的值與預定值之間存在差時控制施加至該活塞桿的該軸向力以達到該預定值。在許多另外實施例中，該負載傳感器可劃分成兩個或兩個以上區(qū)段，使得該等區(qū)段分別測量在該活塞桿周圍的軸向力。在其它許多另外實施例中，該活塞桿可經(jīng)形成為多個形式，且若在通過該負載傳感器的該等區(qū)段測量的該等軸向力之間存在偏差，則該調節(jié)器可進一步包括用于控制該等軸向力的該偏差以變得小于預定值的控制器。在本發(fā)明概念的其它實施例中，提供一種化學機械研磨程序的調節(jié)方法，該化學機械研磨程序用于使用容納研磨漿的多個孔隙來精細地切割壓板墊的上部表面，該等調節(jié)方法包括在接觸待研磨的基板的同時旋轉壓板墊；在經(jīng)由活塞桿將向下壓力施加至具有硬度足以精細地切割該壓板墊的顆粒的調節(jié)圓盤的同時旋轉該調節(jié)圓盤；及測量經(jīng)由該活塞桿施加至該調節(jié)圓盤的軸向力。在一些實施例中，該軸向力的該測量可包括當位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸在線的該活塞桿的加壓部分將壓力施加至固定于覆蓋該活塞桿的至少一部分的外殼處的負載傳感器時，使用通過該負載傳感器感測的負載值來測量該軸向力。在其它實施例中，該軸向力的該測量可包括當位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸在線的該活塞桿將壓力施加至圓盤固定器以允許朝上且通過使該調節(jié)圓盤與該壓板墊接觸的軸向力產(chǎn)生的遞送至該負載傳感器的反作用力遞送至環(huán)繞該活塞桿的汽缸，且接著通過形成于該汽缸的外部圓周表面上的臺階遞送至位于該汽缸的外部圓周周圍的該負載傳感器時，通過測量該反作用力來測量該軸向力。在另外其它實施例中，該方法可進一步包括當在該軸向力的該測量中所測量的該軸向力的值與預定值之間存在差時，調整經(jīng)由該活塞桿所遞送的該軸向力的量值。


圖1為說明典型化學機械研磨設備的狀態(tài)的視圖；圖2為說明根據(jù)本發(fā)明概念的一實施例的化學機械研磨設備的調節(jié)器的狀態(tài)的透視圖；圖3a及圖北為說明圖2的調節(jié)器的軸向力的引入的示意圖；圖如及圖4b為說明用于測量引入至調節(jié)圓盤中的軸向力的狀態(tài)的分解透視圖；圖5為說明根據(jù)本發(fā)明概念的另一實施例的用于測量化學機械研磨設備的軸向力的狀態(tài)的分解透視圖；圖6a及圖6b為說明根據(jù)本發(fā)明概念的又一實施例的化學機械研磨設備的調節(jié)器的狀態(tài)的橫截面圖；圖7為圖6a的圓圈A的放大圖；圖8為圖6a的圓圈B的放大圖；及圖9為說明根據(jù)本發(fā)明概念的實施例的操作化學機械研磨設備的調節(jié)器的方法的流程圖。
主要組件符號說明
10研磨壓板/研磨板
11壓板墊
12軸件
20研磨頭
21載體頭
22研磨臂
30調節(jié)器
31調節(jié)圓盤
31p向下力
33軸件
34外殼
35臂
40研磨漿供應單元
100調節(jié)器
100'調節(jié)器
111調節(jié)圓盤
112圓盤固定器
11 軸件
112p突起部
112p'突起部
113活塞桿
113a 孔
113h凹槽
120外殼
121外殼部件
122外殼部件
123外殼部件
130致動器
130'致動器
130y軸向力
130y'軸向力
140負載傳感器
140a區(qū)段
140b區(qū)段
140c區(qū)段
140d區(qū)段
140x凹槽
7
145x 應變計150 馬達200調節(jié)器211調節(jié)圓盤212圓盤固定器21 媒介部件213活塞桿220 外殼221 外殼230致動器230c 腔室231氣動壓力供應管/旋轉式配件232 軸件238 汽紅238a 密封環(huán)238s 臺階240負載傳感器248 隔片249 軸承250 馬達251小齒輪252 齒輪260控制器w晶圓/基板
具體實施例方式包括附圖以提供對本發(fā)明概念的進一步理解，且該附圖并入本說明書中且構成本說明書的一部分。該

本發(fā)明概念的例示性實施例，且與實施方式一起用來解釋本發(fā)明概念的原理。下文將參看附圖更詳細地描述本發(fā)明概念的例示性實施例。然而，本發(fā)明概念可以不同形式體現(xiàn)且不應被解釋為限于本申請中所陳述的實施例。相反地，提供這些實施例以使得本發(fā)明將徹底且完整，且將向本領域技術人員充分地傳達本發(fā)明概念的范疇。在下文中，將參看附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明概念的實施例的化學機械研磨設備。然而，為了解釋本發(fā)明概念，將省略已知功能或狀態(tài)的詳細描述以闡明本發(fā)明概念的要點ο如圖3a所示，根據(jù)本發(fā)明概念的實施例的化學機械研磨設備的調節(jié)器100可包括圓盤固定器112、致動器130、活塞桿113、外殼120、負載傳感器140、馬達150及控制器(圖中未顯示)。圓盤固定器112可夾緊調節(jié)圓盤111，該調節(jié)圓盤通過在研磨板10上接觸壓板墊11的表面的同時旋轉來精細地切割壓板墊11的表面。致動器130可通過氣動力產(chǎn)生向下軸向力130y?；钊麠U113可將自致動器130所產(chǎn)生的軸向力130y遞送至圓盤固定器 112。外殼120可覆蓋活塞桿113的至少一部分。負載傳感器140可經(jīng)安裝以接收通過活塞桿113引入至圓盤固定器112的軸向力130y，且測量軸向力130y。馬達150可旋轉活塞桿113及圓盤固定器112?？刂破骺苫谕ㄟ^負載傳感器140測量的軸向力130y來校正在致動器130中所產(chǎn)生的軸向力。在如上所述狀態(tài)的調節(jié)器100中，在致動器130中所產(chǎn)生的軸向力130y可經(jīng)由圓盤固定器112直接遞送至調節(jié)圓盤111，且可通過負載傳感器140直接測量。因此，盡管在致動器130中所產(chǎn)生的軸向力130y不同于預定值，且微小間隙存在于外殼部件122與123 之間的接頭處，但因為調節(jié)器100被形成為具有臂形狀，所以可通過用于將在致動器130中所產(chǎn)生的軸向力130y控制為預定值的控制器均一地維持通過調節(jié)圓盤111施加至壓板墊 11的軸向力。另一方面，如圖北所示，根據(jù)本發(fā)明概念的另一實施例的調節(jié)器100'可具有與上文所描述的調節(jié)器100的差異的處在于致動器130'未定位于調節(jié)圓盤111上方，而是位于調節(jié)器100'的樞軸上。在此狀況下，在位于樞軸上的致動器130'中所產(chǎn)生的軸向力 130y'可通過各種連桿機構遞送至位于與調節(jié)圓盤111相同的軸線的活塞桿113。在如上所述狀態(tài)的調節(jié)器100'中，通過致動器130'產(chǎn)生的軸向力130y'可遞送至在與調節(jié)圓盤111相同的軸線的活塞桿113。在致動器130'中所產(chǎn)生的軸向力130y' 具有與引入至調節(jié)圓盤111的軸向力130y的方向相同的方向。然而，軸向力130y'的不可計算部分可能會在將施加于樞軸上的軸向力130y'遞送至調節(jié)圓盤111期間在外殼120 的接頭處損失。然而，在本發(fā)明概念的調節(jié)器100'中，負載傳感器140可位于遞送軸向力130y' 的活塞桿113中。負載傳感器140可直接測量引入至圓盤固定器112中的軸向力130y'。 控制器(圖中未顯示)可基于以上測量值來控制在位于樞軸上的致動器130'中所產(chǎn)生的軸向力130y'。因此，可將具有預定量值的軸向力130y'恒定地遞送至圓盤固定器112。因此，在根據(jù)該等實施例的調節(jié)器100及100'中，可直接測量引入至調節(jié)圓盤 111的軸向力130y和130y'。如圖9所示，可基于軸向力Fc將具有預定量值的軸向力施加至壓板墊11。因此，可將調節(jié)圓盤111施加至壓板墊11的軸向力恒定地維持在特定值。 可經(jīng)由具有適當大小的開口均勻地分散壓板墊11的發(fā)泡孔隙中的研磨漿。由于可將研磨漿均一地供應至裝配于載體頭20上的基板w，所以可平穩(wěn)地執(zhí)行化學研磨程序。圖如及圖4b說明安置于活塞桿113與圓盤固定器112之間的負載傳感器140， 其直接測量軸向力130y。負載傳感器140可包括荷重計。然而，應變計14 可根據(jù)應變計14 的壓縮位移及彎曲位移(盡管已在附圖中說明壓縮位移，但負載傳感器可經(jīng)狀態(tài)以具有使得引起彎曲位移的形狀或位置)來檢測應變，且可自該應變測量引入至圓盤固定器 112的軸向力130y。在此狀況下，應變計14 可包括具有如圖如所示的四分之一橋形式的惠斯登電橋(Wheatstone bridge)以測量軸向力130y，或可包括半橋或全橋以增加測量敏感度且根據(jù)方向來補償偏差。由于圖如及圖4b所示的活塞桿113與圓盤固定器112 —起旋轉，所以可在軸件 11 上形成接收扭矩的突起部112p，且可形成孔113a以及凹槽140x及113h，軸件11 及突起部1120穿透通過該孔及該凹槽。亦即，由于負載傳感器140與圓盤固定器112及活塞桿113—起旋轉，所以可經(jīng)由滑環(huán)將來自負載傳感器140的信號線(盡管圖中未顯示)連接至外部信號處理裝置。如圖5所示，可根據(jù)軸件的旋轉角將負載傳感器140劃分成復數(shù)個區(qū)段140a、 140b、140c及140d以在每一旋轉角下測量軸向力。為此，可安裝負載傳感器140以使其不與負載傳感器140及活塞桿113 —起旋轉。亦即，形成于圓盤固定器112的軸件11 上的突起部112p'可僅在與底部隔開的位置處突起，以便在安裝負載傳感器140時相對于負載傳感器140反向旋轉。盡管圖中未顯示，但可將止推軸承安裝于負載傳感器140的上部表面及下表面上，以允許在接收軸向力的同時進行相對旋轉位移。又，盡管圖中未顯示，但可將負載傳感器140的每一外部圓周表面固定于外殼120上以抑制絕對旋轉位移。因此，負載傳感器140的區(qū)段140a、140b、140c及140d中的每一者可根據(jù)旋轉角來測量在區(qū)段140a、140b、140c及140d未旋轉的狀態(tài)下施加至圓盤固定器112的軸向力 130y的分量。因此，負載傳感器140可檢測在調節(jié)圓盤111的旋轉期間顯著地強加于一側上的偏心負載。當檢測到強加于一側上的偏心負載時，若將活塞桿113劃分成若干區(qū)段，則可控制施加至活塞桿113的每一區(qū)段的軸向力的偏差，以允許通過調節(jié)圓盤111施加的軸向力130y遍及整個區(qū)域予以均一地分布。圖6a至圖8說明根據(jù)本發(fā)明概念的又一實施例的調節(jié)器200的狀態(tài)。如圖6a所示，調節(jié)器200可包括圓盤固定器212、致動器230、活塞桿213、外殼220、負載傳感器MO、 馬達250及控制器沈0。圓盤固定器212可夾緊精細地切割壓板墊11的表面的調節(jié)圓盤 211。致動器230可通過氣動力產(chǎn)生向下軸向力130y?；钊麠U213可將由致動器230所產(chǎn)生的軸向力130y遞送至圓盤固定器212。外殼220可覆蓋活塞桿213的至少一部分。負載傳感器240可通過允許活塞桿213將圓盤固定器212施加至壓板墊11來測量具有與軸向力130y的量值相同的量值的反作用力。馬達250可旋轉活塞桿213及圓盤固定器212。 控制器260可基于通過負載傳感器240測量的軸向力130y來校正在致動器230中所產(chǎn)生的軸向力。通過驅動馬達250旋轉的小齒輪(pinion) 251可與固定于軸件232的外部圓周上的齒輪252嚙合。因此，可通過驅動馬達250旋轉軸件232。如圖7所示，致動器230可包括通過汽缸238環(huán)繞的軸件232以及形成于活塞桿 213中的腔室230c。在此狀況下，致動器230可允許高壓空氣經(jīng)由氣動壓力供應管231流動至腔室230c中并因此維持腔室230c的內部壓力。因此，可用具有預定量值的軸向力向下移動活塞桿213。為此，可用旋轉式配件將動壓力供應管231連接至軸件的中心部分?？山?jīng)由動壓力供應管231將高壓空氣供應至腔室230c中?？山?jīng)由媒介部件21 將在向下方向上施加壓力的活塞桿213的軸向力遞送至圓盤固定器212。通過圓盤固定器212夾緊的調節(jié)圓盤211可用來將壓力施加于壓板墊11 上。可通過驅動馬達250的小齒輪251旋轉調節(jié)器200的軸件232。使用密封環(huán)238a 以氣密方式耦接至軸件232的汽缸238可與軸件232 —起旋轉。若在通過驅動馬達250旋轉的同時經(jīng)施加有壓力的圓盤固定器212向下移動以使調節(jié)圓盤211與壓板墊11接觸，則施加至圓盤固定器212的軸向力可充當朝上的反作用力。在此狀況下，若壓板墊11近似剛體，則反作用力可以是與施加至圓盤固定器212的軸向力的量值相同的量值。由于由向下推動調節(jié)圓盤211的軸向力引起的反作用力，可在旋轉的汽缸238、活塞桿213及軸件232處產(chǎn)生向上位移。在此狀況下，可在汽缸238的外壁上形成臺階238s， 如圖8所示。在向上提升汽缸238的同時，可通過臺階238s —起向上提升軸承249的內圈。此處，經(jīng)安置以環(huán)繞汽缸238的負載傳感器240可在通過外殼221支撐的同時被固定。亦即，由于負載傳感器240在無旋轉的情況下靜止不動，所以來自負載傳感器240的信號線可在無滑環(huán)的情況下連接至外部信號處理裝置。因為汽缸238由于馬達250的驅動而旋轉，且負載傳感器240在無旋轉的情況下靜止不動，所以包括通過隔片248彼此垂直地隔開的一對滾珠軸承或滾筒軸承的軸承249可安置于負載傳感器240與汽缸238之間。軸承248的內圈可定位于汽缸238的臺階238s上方，以根據(jù)汽缸238的向上提升而一起向上移動。又，軸承對9的外圈可通過壓入配合而固定于負載傳感器MO的內部圓周表面上，從而通過軸承249的滾珠或滾筒將汽缸238的向上位移遞送至軸承249的內圈。亦即，通過活塞桿213施加至圓盤固定器212的軸向力所產(chǎn)生的向上反作用力可引起汽缸238的向上移動。一對軸承249可根據(jù)汽缸238的向上移動而向上移動，且該軸承的位移可通過軸承249的滾珠或滾筒遞送至軸承M9的外圈。隨后，經(jīng)由活塞桿213施加至調節(jié)圓盤111的軸向力可充當負載傳感器MO的內部圓周表面上的剪切力。因此，可通過應變計或荷重計由作用于負載傳感器MO的內部圓周表面的剪切應變測量反作用力。如圖9所示，基于軸向力(反作用力)Fc，可控制供應至腔室230c的高壓空氣的量，使得將具有預定量值的軸向力Fs施加至壓板墊11。因此，可將調節(jié)圓盤111施加至壓板墊111的軸向力維持于恒定值。因此，由于經(jīng)由具有適當大小的開口均勻地分散引入至壓板墊11的發(fā)泡孔隙中的研磨漿，且因此將研磨槳均一地供應至裝配于載體頭20上的基板w，所以可確保平穩(wěn)化學研磨程序。通過由反作用力測量施加至調節(jié)圓盤111的軸向力，在將致動器230的汽缸238 移動接近于圓盤固定器212的同時，可在無滑環(huán)的情況下穩(wěn)定地接收來自負載傳感器240 的信號。如上文所描述，本發(fā)明概念提供一種化學機械研磨設備的調節(jié)器及其方法，該化學機械研磨設備用于在旋轉的壓板墊上研磨基板，該調節(jié)器包括圓盤固定器，其緊固精細地切割該壓板墊的表面的調節(jié)圓盤；活塞桿，其將軸向力遞送至該圓盤固定器；外殼，其覆蓋該活塞桿的至少一部分；負載傳感器，其經(jīng)安裝以接收該活塞桿遞送至該活塞桿的該軸向力并測量該軸向力。根據(jù)本發(fā)明概念的實施例，可通過該調節(jié)器均勻地遍及該壓板墊的該整個表面精細地切割該壓板墊，以通過將引入至該調節(jié)圓盤的該軸向力維持在預定恒定值來保證該壓板墊的足夠使用壽命，并將研磨漿平穩(wěn)地供應至諸如一晶圓的該基板。因此，本發(fā)明概念具有通過遍及該壓板墊確切地引入預定軸向力且均勻地分散研磨漿以涂布于研磨壓板的該壓板墊上而將研磨漿均勻地供應至裝配于載體頭上的基板的有利效果。又，通過檢測相對較大軸向力在調節(jié)圓盤的旋轉期間施加至該調節(jié)圓盤的特定側，且允許該軸向力均一地施加至整個該調節(jié)圓盤，本發(fā)明概念可經(jīng)由使用調節(jié)器遍及該壓板墊進行均一精細切割而保證該壓板墊的足夠使用壽命，且將研磨漿平穩(wěn)地供應至諸如
11晶圓的該基板。 上文所揭示的內容應被視為說明性而非限制性的，且附加申請專利范圍意欲涵蓋屬于本發(fā)明概念的精神及范疇的所有修改、增強及其它實施例。因此，為了最大化法律所允許的范圍，本發(fā)明概念的范疇應通過以下權利要求的范圍及其等同物的最廣容許解譯予以判定，且不應受到前述實施方式約束或限制。
權利要求
1.一種化學機械研磨設備的調節(jié)器，該化學機械研磨設備用于在旋轉的壓板墊上研磨基板，該調節(jié)器包含圓盤固定器，其緊固精細地切割該壓板墊的表面的調節(jié)圓盤；活塞桿，其將軸向力遞送至該圓盤固定器；外殼，其覆蓋該活塞桿的至少一部分；負載傳感器，其經(jīng)安裝以接收該活塞桿遞送至該活塞桿的該軸向力且測量該軸向力。
2.如權利要求1所述的調節(jié)器，其中，該活塞桿位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸線上。
3.如權利要求2所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器插入到該活塞桿與該圓盤固定器之間。
4.如權利要求1所述的調節(jié)器，進一步包含軸件，其與該活塞桿向上隔開；汽缸，其環(huán)繞該軸件及該活塞桿，使得氣動壓力腔室形成于該軸件與該活塞桿之間，該汽缸與該軸件及該活塞桿一起旋轉，且在其外部圓周表面處具有臺階，該臺階在上部方向上將力遞送至該負載傳感器，其中，該負載傳感器經(jīng)安裝以通過該外殼被支撐，且經(jīng)由該汽缸的該臺階遞送至該汽缸的該軸向力的反作用力遞送至該負載傳感器。
5.如權利要求4所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器安置于該汽缸的外部圓周的側處， 且軸承安裝于該負載傳感器與該汽缸之間以允許相對旋轉位移。
6.如權利要求5所述的調節(jié)器，其中，通過該臺階將該軸向力遞送至該負載傳感器包含經(jīng)由該軸承遞送剪切力。
7.如權利要求1所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器自通過接收該軸向力引起的應變測量該軸向力。
8.如權利要求7所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器包含荷重計。
9.如權利要求7所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器包含具有根據(jù)該應變而變化的電阻的應變計，以使用該應變計來測量該軸向力。
10.如權利要求7所述的調節(jié)器，進一步包含控制器，該控制器用于在通過該負載傳感器測量的該軸向力的值與預定值之間存在差時控制施加至該活塞桿的該軸向力以達到該預定值。
11.如權利要求1所述的調節(jié)器，其中，該負載傳感器劃分成兩個或兩個以上區(qū)段，使得所述區(qū)段分別測量在該活塞桿周圍的軸向力。
12.如權利要求11所述的調節(jié)器，其中，該活塞桿被形成為多個形式，且若在通過該負載傳感器的所述區(qū)段測量的所述軸向力之間存在偏差，則該調節(jié)器進一步包含用于控制該等軸向力的該偏差以變得小于預定值的控制器。
13.一種化學機械研磨程序的調節(jié)方法，該化學機械研磨程序用于使用容納研磨漿的多個孔隙來精細地切割壓板墊的上部表面，該方法包含在接觸待研磨的基板的同時旋轉壓板墊；在經(jīng)由活塞桿將向下壓力施加至具有硬度足以精細地切割該壓板墊的顆粒的調節(jié)圓盤的同時旋轉該調節(jié)圓盤；及測量經(jīng)由該活塞桿施加至該調節(jié)圓盤的軸向力。
14.如權利要求13所述的調節(jié)方法，其中，該軸向力的測量包含當位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸線上的該活塞桿的加壓部分將壓力施加至固定于覆蓋該活塞桿的至少一部分的外殼處的負載傳感器時，使用通過該負載傳感器感測的負載值來測量該軸向力。
15.如權利要求13所述的調節(jié)方法，其中，該軸向力的該測量包含當位于與該調節(jié)圓盤的旋轉中心相同的軸線上的該活塞桿將壓力施加至圓盤固定器以允許朝上且通過使該調節(jié)圓盤與該壓板墊接觸的軸向力產(chǎn)生的遞送至該負載傳感器的反作用力遞送至環(huán)繞該活塞桿的汽缸，且接著通過形成于該汽缸的外部圓周表面上的臺階遞送至位于該汽缸的外部圓周周圍的該負載傳感器時，通過測量該反作用力來測量該軸向力。
16.如權利要求13所述的調節(jié)方法，進一步包含當在該軸向力的該測量中所測量的該軸向力的值與預定值之間存在差時，調整經(jīng)由該活塞桿所遞送的該軸向力的量值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備的調節(jié)器及調節(jié)方法，該化學機械研磨設備用于在旋轉的壓板墊上研磨基板。該調節(jié)器包括圓盤固定器、活塞桿、外殼及負載傳感器。該圓盤固定器緊固精細地切割該壓板墊的表面的調節(jié)圓盤。該活塞桿將軸向力遞送至該圓盤固定器。該外殼覆蓋該活塞桿的至少一部分。該負載傳感器經(jīng)安裝以接收該活塞桿遞送至該活塞桿的該軸向力且測量該軸向力。
文檔編號H01L21/304GK102240962SQ20111012610
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2010年5月10日
發(fā)明者全燦云, 具滋鐵, 夫在弼, 徐建植, 潘俊昊, 金東秀 申請人:K.C.科技股份有限公司, 三星電子株式會社