JP2001514092A - キャビテーションの研磨パッド・コンディショナー - Google Patents

キャビテーションの研磨パッド・コンディショナー

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JP2001514092A JP2000508510A JP2000508510A JP2001514092A JP 2001514092 A JP2001514092 A JP 2001514092A JP 2000508510 A JP2000508510 A JP 2000508510A JP 2000508510 A JP2000508510 A JP 2000508510A JP 2001514092 A JP2001514092 A JP 2001514092A
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ボリス フィッシュキン,
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    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 移動研磨パッドと超音波コンディショニングヘッドとを含む、化学機械研磨装置。ヘッドは、パッド表面に密接に面している関係で位置決めされ、適切な周波数と十分な振幅で回転するパッド表面上で液体を攪拌し、パッド表面の近くにスラリーのキャビテーションを生じさせる。キャビテーション崩壊の動きは、不純物質を追い出し、パッドを再び組織化(re-texturizing)して、活発にパッドをコンディショニングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 この発明は、半導体基板のポリシング及びプラナリゼーションに通常関するも
のであり、特にスラリータイプ・ポリッシャー内の研磨パッドのコンディショニ
ングに関する。
【0002】 集積回路は、一般的に、導電性か、半導電性か或いは絶縁性の層のシーケンシ
ャル堆積によって基板(特にシリコンウェハ)上に形成される。各層の堆積後、
層はエッチングされ、サーキットリー特徴を生み出す。一連の層がシーケンシャ
ルに堆積して、エッチングされると、基板(すなわち露光された基板表面)の外
側又は最上面は連続的にあまり平らにはならない。外部表面と根底の基板間の距
離は、最小のエッチングが生じた基板領域では最大であり、最大のエッチングが
生じた基板領域では最小であるので、こういったことが起こる。単一パターン形
成された根底層を有する、この平らでない表面は、最も高い山と最も低い谷との
間の距離が7,000〜10,000 Angstromsのオーダーであり得る一連の山と谷を含む 。マルチプルパターン形成された根底層を有する、山と谷の間の高低差は、さら
に激しくなり、数ミクロンに達する可能性もある。
【0003】 この平らでない外部表面は、集積回路メーカに対して課題を提示する。外部表
面が平らでない場合、平らでない表面がフォトリトグラフィー装置の適切な集光
を妨げる可能性があるので、フォトレジスト層にパターン形成するフォトリトグ
ラフィー技術は適当でないかもしれない。したがって、平面が供されるように基
板表面を周期的に平坦化する必要がある。実質的に、プラナリゼーションは、導
電性か、半導電性か或いは絶縁性の層であるにせよ、平らでない外側表面を、研
磨し、比較的平らで平滑な表面を形成する。一般的に、絶縁性の層は、表面の谷
をふさぐだけでなく、山をおおって、平坦化されるように全表面にわたって堆積
される。プラナリゼーションは、したがって、実質的に均一な平面を残している
山の上方から、この層を取り除く。プラナリゼーションに続いて、更なる層は、
外側層の上に堆積され、特徴間で接続線(interconnect lines)を形成し得るか、
或いはその外側層が、エッチングされ、下部特徴にバイアを形成し得る。
【0004】 化学機械研磨は、プラナリゼーションの一般に容認されている1つの方法であ
る。このプラナリゼーション方法は、露光された、研磨される基板表面を有する
、基板がキャリヤ又は研磨ヘッド上にマウントされることを一般的に必要とする
。基板は、次いで回転研磨パッドに押し付けられる キャリヤヘッドもまた、基 板と研磨面の間で更なる運動を供するように、回転及び/又は振動可能である。
さらに研磨剤と少なくとも1つの化学的にリアクタンス性のエージェントを含む 、研磨スラリーは、パッドと基板間のインターフェースで研磨化学溶液を供する
ように研磨パッド上に広がることが可能である。
【0005】 化学機械研磨プロセスでの重要な因子は、 基板表面の平坦性、均一性、及び 研磨速度である。不十分な平坦は、基板欠落を作り出す可能性がある。研磨速度
は、層を研磨するのに必要な時間をセットする。したがって、それは研磨装置の
最大スループットをセットする。
【0006】 各研磨パッドは、特定のスラリー混合物と組み合わせて、特定の研磨特性を供
することができる表面を供する。したがって、研磨される任意の材料に対して、
パッドとスラリーの組合せは、理論的には、研磨された表面上に所定の平坦さを
供することが可能である。パッドとスラリーの組合せは、所定の研磨時間で平坦
さを供することが可能である。基板とパッド間の相対速度と基板をパッドに押し
つける力といった、更なる因子は、研磨速度と平坦さに影響を及ぼす。
【0007】 不十分な平坦さは不完全な基板を生み出す可能性があるので、研磨パッドとス
ラリーの組合せの選択は必要な平坦さによって通常決められる。これらの制約を
与えられ、必要な平坦さを達成するのに必要な研磨時間は、研磨装置の最大スル
ープットをセットする。
【0008】 (例えばパッドに蓄積されたくずに起因するスクラッチによって)基板に損傷
を与える可能性を提示するか、或いは(例えば多使用後のパッド表面のグレージ
ングに起因する)研磨速度及び効率を減らす、任意の劣化因子を中和させるよう
に、適切なステップを踏むことは重要である。基板表面を掻くことに関連する課
題は、自明である。パッドが腐食するにつれて、一般的なパッドの劣化は、研磨
効率をより低下させ、(したがって、費用を増す)、基板から基板までの一貫し
たオペレーション維持に、より困難を生み出す。
【0009】 グレージング現象とは、パッド材料への、コンタミネーションと、熱、化学及
び機械損傷との複雑な組み合わせである。ポリッシャーが稼働中の場合、パッド
は、熱及び摩耗を生じる圧縮、剪断及び摩擦を受けやすい。ウェハ及びパッドか
ら研磨された材料を含むスラリーが、パッド材料の孔の中へ押し進むと、材料そ
のものは、もつれ(becomes matted)、部分的には溶けさえする。これらの全てが
、新しいスラリーを基板に加えるパッドの能力を低減させる。
【0010】 したがって、閉じ込められた(trapped)スラリーを取り除いて、パッド材料の もつれを除くか或いは再び広げる(re-expanding)ことで、パッド材料をコンディ
ショニングすることが望ましい。
【0011】 多数のコンディショニングプロシージャ及び装置が、開発された。研磨剤が移
動研磨パッドと接触して配置される機械的な方法は、共通である。例えば、適度
なエクステントにパッド表面をこすって研磨する、ダイヤモンドコーティングし
たスクリーン或いはバーは、パッド孔に閉じ込められた不純なスラリーを取り除
き、パッドを広げ、再び粗くする(re-roughens)。前述の装置で、コンディショ ナーからの研磨粒子自体が、それらのソースから取り除かれ、パッド及びスラリ
ーに対して不純物となる。さらに、パッドの機械研削はパッド寿命を削減する。
一般的に埋め込まれたダイヤモンド粒子を含む、機械の研磨素子自体もまた、か
なり高価であり、それらの使用は、研磨剤をブレークインするのに必要とされる
更なるダウンタイムを負わせる。一般的に、新しい研磨素子は、ウェハを掻くこ
とを避けるために、約30分間パッド上で走行されて、任意のウェハの研磨に先立
ち任意のゆるい研磨粒子を取り除くことでブレークインされなければならない。
【0012】 1993年9月21日に公告されたGabriel L. Miller及びEric R. Wagnerの米国特許
No. 5,245,796 (以下にMiller他)に開示されるように、主にコンタミネーション
の危険を避ける代替方法は、スラリーの超音波アジテーションである。Miller他
は、パッドにはまりこんだちり及びくずを取り除くために、パッド表面より半イ
ンチ上方に配置され、40KHzの周波数で振動する超音波発生器の使用を開示する 。しかしながら、Miller他は、グレージングで生じるパッドの機械劣化について
言及することはしていない。
【0013】 したがって、スラリーに更なる機械研磨剤の導入を避けるには、コンディショ
ナーが、パッドからくずを取り除き、グレージングを元に戻す(undo)こと、しか
るに、パッドに望ましくない機械損傷の量又はタイプを与えることなく、パッド
の機械構造を復元することが望ましい。
【0014】 発明の要約 1つの実施例で、発明は、研磨面を有する移動研磨パッドと、ウェハを保持し 、研磨面とのスライディング・エンゲージメントにウェハ表面を配置するウェハ
キャリヤと、超音波コンディショナーとを含む、化学機械研磨装置を供する。コ
ンディショナーは、少なくとも、研磨面上の液体と部分的に接触して位置決め可
能であり、また回転中に研磨面に密接に面している関係の狭く細長い攪拌(agita
ting head)ヘッドを有する。オシレーターは、適切な周波数と十分な振幅で液体
を攪拌し、パッド表面近くで液体のキャビテーションを作り出すようにヘッドを
振動させる。キャビテーション崩壊の動作は、その研磨効果を維持するように不
純物質を追い出し、パッドを再び組織化(re-texturizing)して、活発にパッド
をコンディショニングする。
【0015】 ある種の実現において、ヘッドは、少なくとも、ウェハの直径と同程度の長さ
を有し、0.5インチ未満の幅を有する可能性がある。ヘッドとパッド間の典型的 な間隔は、0.1インチ未満であり得て、例えば0.010インチから0.030インチの間 のように、さらに小さくもなり得る。研磨面とヘッドの下部表面間の間隔が、研
磨パッドの半径の中心或いは円周でよりも、研磨パッドの半径の中間で相対的に
大きいように、ヘッドはその長さに沿って凹部を有することができる。液体は、
基板を研磨するパッドに加えられる研磨スラリーを含んでもよく、或いは、移動
研磨パッドの一番上の静止プール領域(研磨スラリーでカバーされている研磨パ
ッドの頂上に残っている領域)で保持可能な分離コンディショニング液(例えば
純水)を含んでもよい。
【0016】 以下は、発明の利点の中にある。キャビテーションのコンディショニング特徴
は、機械研磨剤コンディショナーから取り除かれることがありえる研磨剤(例え
ばダイヤモンド塵)に起因するウェハへの損傷を減らす。さらに、機械研磨剤コ
ンディショナーが、研磨パッドの露光された最上層を研削することによって、実
質的に稼働するのに対して、キャビテーションコンディショナーは、より多量の
パッドを損なわないでおくことが可能であり、したがってパッド寿命を伸ばす。
パッド寿命の増加の重要な便益とは、パッドのあまり頻繁でない交換に起因する
より少ないトータルダウンタイムである。これは、より高い全スループットにな
る。研磨剤素子の除去或いは縮小使用が、新しい素子を取り替えて、ブレークイ
ンするのに費やされるダウンタイムを除去或いは縮小するのにつれて、ダウンタ
イムはさらに縮小される。消耗品(例えば研磨剤の使用ですり切れるであろうパ
ッド、リテーニングリング及び他のコンポーネント)の費用もまた、削減される
【0017】 発明の一つ以上の実施例の詳細は、添付の図面及び説明で以下に述べられる。
他の発明の特徴、目的と及び利点は、説明と図面及び特許請求の範囲から明白で
ある。
【0018】 明細書の一部に含まれ、また明細書の一部を構成する添付の図面は、発明を図
示し、また以上で示された概要及び以下に示される詳細な説明と共に、発明の原
理を説明するのに適する。
【0019】 様々な図面における同様の参照番号及び名称は、同様の構成要素を示す。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1で示すように、研磨パッド20がプラテン22(図2)の一番上に固定され、中
心軸100を中心にして反時計回り方向110に回転する。サ―キュラ半導体ウェハ24
は、パッドの上部(研磨)表面とのスライディング・エンゲージメントにウェハ
の下部表面をしっかりと配置するウェハキャリヤ或いは研磨ヘッド26によって、
保持される。キャリヤ及びウェハは、ユニットとして、それらの共通の中心軸10
2を中心にして反時計回り方向112に回転する。回転運動に加えて、キャリヤ及び
ウェハは、図1で示される実線位置と破線位置24'及び26'の間で同時に往復運動 する。典型的な実施例で、パッド20が20.0インチの直径を有し、ウェハ24が7.87
インチの直径(200ミリメートルのウェハは、一般に「8インチ」ウェハと呼ばれ
る)を有し、キャリヤ26が10.0インチの外径(external diameter)を有し、また キャリヤは、パッドの中心軸100からキャリヤ中心軸102までの離隔距離が4.2か ら5.8インチの範囲に及ぶように、往復運動する。パッドの回転速度は、20-150
rpmの典型的なレンジにあることが可能であり、またキャリヤの回転速度は、類 似したレンジにあることが可能である。ある種の実施例で、パッド及びキャリヤ
の速度は、共振効果を避けるように、互いにわずかに(例えば3-5 rpmだけ)異 なる。
【0021】 細長いヘッド30を有するアジテーターは、キャリヤ26の反対側にほぼ直径に沿
って位置決めされる。図2で示すように、ヘッド30はシャフト34(図解の目的の ため図1では削除されている)によって、オシレーター32に接続される。アジテ ーターは、圧電型超音波トランスデューサを含んでもよく、またガントリー(表
示なし)で支えられてもよい。ヘッドの下部表面36は、パッドの研磨面38と密接
に面している関係である。
【0022】 ノズル40は、アジテーターより前方にある(「前方」方向はパッドの回転運動
の反対方向に相当する)。ノズルは、パッドの一番上にスラリー層44を形成する
研磨スラリーのストリーム42を放出する。ノズルは、パッドの中心軸の近くでポ
イントソースの形状をとってもよく、コンディショナーの全長に沿ってスラリー
を分散させるように遠心効果に依存する。ノズル40は、コンディショナーととも
に往復運動が可能である。狭く細長い空間50は、パッドの研磨面とヘッドの底面
36間のスラリーで範囲を定められる。図示された実施例で、研磨面とヘッドの底
面間の間隔は約0.02インチであり、底面の幅は約0.25インチであり、長さは約9 インチである。この長さ(L)は、対応して広い帯状のコンディショニングを供 するのに有利であるウェハの直径と少なくとも同程度であるように選び出される
。アジテーター軸116に沿った縦往復運動を行なうヘッド30の活発な振動は、空 間50で流体のキャビテーションを引き起こすと考えられるのに十分な振幅と周波
数でのものである。引き起こされたキャビティが崩壊するとき、キャビテーショ
ン崩壊の動作は、パッドの研磨面のくずをクリーンにして、パッドを再組織化す
る。典型的な振動周波数は、一般的に20から100kHzの範囲に及ぶ可能性がある。
たとえば、周波数は実質的に40kHzであってもよい。20kHzでの典型的な振動の振
幅は、約75mである。ヘッドとパッド間の最小間隔はパッド表面の近くで圧力変 動を最大にし、したがって、パッド表面で或いは近くでキャビテーションを効率
的に引き起こす助けとなる。間隔は、0.10インチ未満であり、約0.01インチと約
0.03インチの間にあってもよい。ヘッド幅或いは厚さ(W)は、必要程度のコン ディショニングを供するのに十分なフットプリント(液体と接触しているヘッド
の底部の幅x長さ)に対する関係に影響されて、あまりに高い電力を必要とする か、或いはあまりにたくさんのアジテーションを供するフットプリントほど大き
くはない。好適なヘッドの厚さは、したがって、約0.1と0.5インチの間である。
典型的な実施例での振動は、約100 &mのキャビティサイズを有する、キャビテー
ションを引き起こすのに十分である。
【0023】 キャリヤとコンディショナーは同位相で実質的に往復運動し、ウェハが研磨さ
れているのと同時に、コンディショナーが稼働する。キャリヤ24の往復運動及び
コンディショナー・ヘッド30の往復運動は、単にリニアであるか或いは擬似リニ
アでありえ、後者の例としては、リモート軸を支点に回転するガントリーでとい
った、アークセグメントに沿った往復運動である。希望する場合、コンディショ
ナーを断続的に稼働することもできれば、或いは、その稼動ゾーンを変更するこ
ともできる。例えば、キャリヤがウェハを搬送する間だけ、アジテーターを稼働
させることができる(したがって、ウェハが研磨されている間、アジテーターの
運動のより優れたレンジを可能にするか、或いは許容されているより優れたアジ
テーションレベルを単に可能にすることは、じゃまにはならない)。特に、パッ
ドをスキャンする適切なデバイスに結合させ、摩耗とコンタミネーションを特定
する場合、アジテーターは、前領域に優れたコンディショニング程度を供するか
、或いはこれらの領域の高いスポットを取り除くことにでさえも、他の領域より
もある種の領域パッドにわたってより多くの時間を費やすことができる。満足な
コンディショニング結果は、180ワットの電源で、20kHZで振動する0.25インチの
フットプリントによって、6.0インチを有するテストヘッドを用いて得られた。
【0024】 代替コンディショナーは、図3及び4で示される。一方、パッド及びウェハキャ
リヤといったある種の構造は、図1及び2の実施例における構造と同一のものであ
ってもよい。図解の目的で、オシレーター及びウェハキャリヤは、図3では削除 されている。この実施例の1つの態様で、アジテーター・ヘッド30'と関連してそ
れを囲み、また静止しているプール47が存在している。ノズル41は、コンディシ
ョニング流体のストリーム45をプールに直接放出し、プール47(研磨スラリーで
カバーされているパッドの一番上に残っている領域)内のコンディショニング流
体(又はリークか或いはパッド上で閉じ込められたスラリーに起因する前述のコ
ンディショニング流体と研磨スラリーの混合物)のボディ49を形成する。コンデ
ィショニング流体は、例えば、部分的にか又は実質的に全ての純水を含むといっ
た点で、研磨スラリーとは異なっている場合がある。適切な流路(flow passages
)及び/又はポンプ(表示なし)は、プールからコンディショニング流体を排水 するのに供されることが可能であるか、或いはオーバーフロー、リーク又はその
二つの組合せを通して達成可能である。スラリー・ノズル40'(そうでなければ ノズル40に類似したもの)は、ウェハ及びキャリヤによって生じるスラリー層を
生成するプールの下流に供されてもよい。矩形のプールの4枚の壁は、独立した サポートによってか或いはアジテーターを保持するのと同一のガントリーによっ
て、パッドの研磨面に軽く接触して保持されることが可能である。プールが研磨
パッドと係合される力は、プール壁が望ましくなくすり減らされるほど、高くは
ないが、受け入れ可能なレベルにコンディショニング流体とスラリーのいかなる
ミキシングをも保持するのに十分でなければならない。ポリフェニレンスルフィ
ド(PPS)といったプロセス互換材料(耐摩耗であり比較的化学的に不活性であ る)が、このバリヤーには望ましい。例えば、プールは、キャリヤのリテーニン
グリング部と同一材料でできていてもよい。
【0025】 別の代替アジテーター・ヘッド30''が、図5で示される。パッドと下部表面間 の間隔が、パッドの中心又は円周でよりもパッドの半径の中間で比較的大きくな
るように、ヘッドの下部表面36''はその長さに沿ってわずかな凹部を有する。こ
の凹部は、半径の中間領域でパッドを摩耗させるように、したがってウェハ表面
上でわずかに凸状天端(convex crown)を作り出す傾向があり、ポリシングプロセ
スの均一性の等級を下げる前述の半径の中間で環状のトラフを生み出すように、
ウェハの研磨傾向を補正するのに使用可能である。ヘッドの底面がパッドに接触
した時に、ヘッドの底面の端部に隣接した増加するキャビテーションを通してか
、或いは物理的な摩耗によって、ヘッドはパッドの中心及び円周での補正摩耗を
生じ、パッドをより平らに保ち、したがって均一性劣化を低減する。
【0026】 本発明の多数の実施例が述べられた。それにもかかわらず、様々な修正が発明
のスピリット及びスコープから逸脱することなく行われ得ることが、理解される
であろう。例えば、コンディショナーの位置決めは変更可能であり、又は、小さ
いマルチプルコンディショナーは、より個々に区別されるグレージングのアドレ
ス指定を容易にし、異なる半径のパッド位置で摩耗するのに供されることが可能
である。加えて、キャビテーション・コンディショナーは、より従来の機械研磨
剤コンディショナー、主にパッドを平らに保つ研磨剤コンディショナー、及び主
にパッドをクリーンに保つキャビテーション・コンディショナーと組み合わせて
使用可能である。また、キャビテーション・コンディショナーは、回状のパッド
タイプ(例えばベルトタイプ・ポリッシャー)以外のポリッシャーでも使用可能
である。従って、他の実施例は、以下の特許請求の範囲のスコープ内にある。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の原理に従ってコンディショナーを有している化学機械研磨(CM
P)装置の単一プラテン領域の部分的な半概略平面図である。
【図2】ライン2-2に沿って取り出された、図1のコンディショナーの、部分的
な半概略切開断面図である。
【図3】発明の原理に従って代替コンディショナーを有しているCMP装置の単 一プラテン領域の部分的な半概略平面図である。
【図4】ライン4-4に沿って取り出された、図3のコンディショナーの、部分的
な半概略切開断面図である。
【図5】発明の原理に従って第2の代替コンディショナーを有しているCMP装 置の単一プラテン領域の部分的な半概略側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィッシュキン, ボリス アメリカ合衆国, カリフォルニア州, サン カルロス, エグゼクター アヴェ ニュー 155 Fターム(参考) 3C047 AA21 AA34 AA37 3C049 AA09 AA12 AA19 AC01 AC04 BA02 BA07 CA01 CB02 CB03 CB05 3C058 AA09 AA12 AA19 AC01 AC04 BA02 BA07 CB02 CB03 CB05 CB10 DA10 DA12 DA17

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】研磨面を有する移動研磨パッドと、 ウェハを保持し、前記研磨面とのスライディング・エンゲージメントに前記ウ
    ェハの表面を配置するウェハキャリヤと、 狭く細長い攪拌ヘッド(agitating head)を有し、研磨面上の液体と少なくとも
    部分的に接触して位置決め可能であり、また回転中に前記研磨面に密接に面して
    いる関係のアジテーターと、 液体を攪拌するように前記ヘッドを振動させるオシレーターとを含む、半導体
    ウェハ研磨装置。
  2. 【請求項2】前記ヘッドが、少なくとも前記ウェハの直径と同程度の長さを
    有する、請求項1記載の半導体ウェハ研磨装置。
  3. 【請求項3】前記キャリヤが、前記パッド表面に平行な、少なくとも1つの
    実質的なリニア方向で往復運動をする、請求項2記載の半導体ウェハ研磨装置。
  4. 【請求項4】前記液体の攪拌が前記アジテーター・ヘッドと前記研磨面間に
    液体のキャビテーションを引き起こす、請求項3記載の半導体ウェハ研磨装置。
  5. 【請求項5】前記液体に接触する前記アジテーター・ヘッドの一部が0.5イン チ未満の幅を有する、請求項1記載の半導体ウェハ研磨装置。
  6. 【請求項6】少なくとも前記液体と接触する前記ヘッドの一部の実質的な部
    分より小さい、前記アジテーター・ヘッドと前記パッド間の間隔が、0.10インチ
    以下である、請求項1記載の半導体ウェハ研磨装置。
  7. 【請求項7】前記間隔が0.010インチと0.030インチの間にある、請求項6記
    載の半導体ウェハ研磨装置。
  8. 【請求項8】前記オシレーターが20と100kHzの間の周波数で振動する、請 求項1記載の半導体ウェハ研磨装置。
  9. 【請求項9】前記液体が、前記ヘッドの上流のまた前記キャリヤの下流の前
    記パッドに導入される、請求項1記載の半導体ウェハ研磨装置。
  10. 【請求項10】オシレーターと前記オシレーターに結合されるヘッドとを有
    するアジテーターを供することと、 前記研磨パッドの研磨面上で前記ヘッドを液体に少なくとも部分的に浸すこと
    と、 キャビテーション崩壊が前記パッドの研磨効果を維持するように作用するよう
    に、前記研磨面に隣接した前記液体に前記キャビテーションを引き起こすのに十
    分な振幅及び周波数での前記オシレーターで前記ヘッドを振動させることを含む
    、基板を平坦化する化学機械ポリッシャー上の研磨パッドのin situリコンディ ショニング(in situ reconditioning)方法。
  11. 【請求項11】前記液体が前記基板を研磨する前記パッドに加えられる研磨
    スラリーである、請求項10記載の研磨パッドのin situリコンディショニング 方法。
  12. 【請求項12】前記液体が移動研磨パッドの一番上の領域の静止プール(sta
    tionary pool)に保持されるコンディショニング液体(conditioning liquid)であ
    り、前記プールを超えた前記研磨パッドの一番上の残りの領域が研磨スラリーで
    実質的にカバーされる、請求項10記載の研磨パッドのin situリコンディショ ニング方法。
  13. 【請求項13】前記液体が実質的には純水(deionized water)である、請求 項12記載の研磨パッドのin situリコンディショニング方法。
  14. 【請求項14】研磨パッドの研磨面に接触してウェハ表面を配置することと
    、 キャビテーション崩壊が前記パッドの研磨効果を維持するように作用するよう
    に、前記研磨面に隣接した前記スラリーに前記キャビテーションを引き起こすよ
    うにスラリーを攪拌することを含み、 前記研磨面が研磨スラリーでカバーされ、前記ウェハに関連して動く、半導体
    ウェハ研磨方法。
  15. 【請求項15】研磨面を有する回転可能な研磨パッドと、 ウェハを保持し、前記研磨面とのスライディング・エンゲージメントに前記ウ
    ェハの表面を配置するウェハキャリヤと、 アジテーターの動作が攪拌ヘッドと前記研磨面との間の前記研磨面上に液体の
    キャビテーションを引き起こすように、その回転中に前記研磨面に密接に面して
    いる関係で位置決め可能な攪拌ヘッドを有するアジテーターとを含む、基板研磨
    装置。
  16. 【請求項16】 研磨面と接触する液体媒質と、 前記液体媒質と少なくとも部分的に接触して位置決め可能であり、且つキャビ
    テーション崩壊が、はまり込んだくずをパッドから取り除き、パッド材料を広げ
    、それによって研磨面を実質的にディグレーズされたままにしておくように、前
    記研磨面に最も近い前記液体媒質にキャビテーションを引き起こすのに十分に攪
    拌可能な、アジテーターとを含む、基板研磨パッドの研磨面ディグレージング装
    置。
  17. 【請求項17】液体媒質と接触して研磨面を配置することと、 キャビテーション崩壊が、はまり込んだくずをパッドから取り除き、パッド材
    料を広げ、それによって研磨面を実質的にディグレーズされたままにしておくよ
    うに、前記研磨面に最も近い前記液体媒質にキャビテーションを引き起こすのに
    十分なほど前記液体媒質を攪拌することを含む、基板研磨パッドの研磨面ディグ
    レージング方法。
  18. 【請求項18】研磨面を有する回転可能な研磨パッドと、 ウェハを保持し、前記研磨面とのスライディング・エンゲージメントに前記ウ
    ェハの表面を配置するウェハキャリヤと、 研磨面上の静止プールで保持されるコンディショニング液体と少なくとも部分
    的に接触して位置決め可能な狭く細長い攪拌ヘッドを有するアジテーターと、 液体を攪拌するように前記ヘッドを振動させるオシレーターとを含み、 前記ヘッドが回転中に前記研磨面と密接に面している関係にある、半導体ウェ
    ハ研磨装置。
  19. 【請求項19】研磨面を有する回転可能な研磨パッドと、 ウェハを保持し、前記研磨面とのスライディング・エンゲージメントに前記ウ
    ェハの表面を配置するウェハキャリヤと、 研磨面上のコンディショニング液体と少なくとも部分的に接触して位置決め可
    能であり、回転中に前記研磨面と密接に面している関係にある狭く細長い攪拌ヘ
    ッドを有するアジテーターと、 液体を攪拌するように前記ヘッドを振動させるオシレーターとを含み、 前記研磨面と前記ヘッドの下部表面間の間隔が前記研磨パッドの中心の半径又
    は円周の半径でよりも前記研磨面の中間の半径でのほうが相対的に大きいように
    、前記攪拌ヘッドが、その長さに沿って凹部を有する、半導体ウェハ研磨装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035348A (ja) * 2009-08-06 2011-02-17 Fujitsu Semiconductor Ltd 化学機械研磨装置及びその運転方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69937181T2 (de) * 1998-04-28 2008-06-19 Ebara Corp. Polierschleifscheibe und substrat polierverfahren mit hilfe dieser schleifscheibe
US6184139B1 (en) * 1998-09-17 2001-02-06 Speedfam-Ipec Corporation Oscillating orbital polisher and method
US6179693B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-30 International Business Machines Corporation In-situ/self-propelled polishing pad conditioner and cleaner
US6423638B1 (en) 1999-09-28 2002-07-23 Motorola, Inc. Filter apparatus and method therefor
US6572446B1 (en) 2000-09-18 2003-06-03 Applied Materials Inc. Chemical mechanical polishing pad conditioning element with discrete points and compliant membrane
US6821189B1 (en) * 2000-10-13 2004-11-23 3M Innovative Properties Company Abrasive article comprising a structured diamond-like carbon coating and method of using same to mechanically treat a substrate
US6575820B2 (en) * 2001-03-28 2003-06-10 Nanya Technology Corporation Chemical mechanical polishing apparatus
US6949158B2 (en) * 2001-05-14 2005-09-27 Micron Technology, Inc. Using backgrind wafer tape to enable wafer mounting of bumped wafers
US7101799B2 (en) 2001-06-19 2006-09-05 Applied Materials, Inc. Feedforward and feedback control for conditioning of chemical mechanical polishing pad
US20040226654A1 (en) * 2002-12-17 2004-11-18 Akihisa Hongo Substrate processing apparatus and substrate processing method
US20050054906A1 (en) * 2003-09-08 2005-03-10 Joseph Page Spatial detectors for in-vivo measurement of bio chemistry
US7170190B1 (en) * 2003-12-16 2007-01-30 Lam Research Corporation Apparatus for oscillating a head and methods for implementing the same
KR100727484B1 (ko) * 2005-07-28 2007-06-13 삼성전자주식회사 화학기계적 연마 장치 및 패드 컨디셔닝 방법
US7749050B2 (en) 2006-02-06 2010-07-06 Chien-Min Sung Pad conditioner dresser
US8142261B1 (en) 2006-11-27 2012-03-27 Chien-Min Sung Methods for enhancing chemical mechanical polishing pad processes
US7985122B2 (en) * 2006-06-13 2011-07-26 Freescale Semiconductor, Inc Method of polishing a layer using a polishing pad
US7597608B2 (en) * 2006-10-30 2009-10-06 Applied Materials, Inc. Pad conditioning device with flexible media mount
US7658187B2 (en) * 2007-01-16 2010-02-09 John Budiac Adjustable stone cutting guide system
US20090127231A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-21 Chien-Min Sung Methods of Forming Superhard Cutters and Superhard Cutters Formed Thereby
CN102528651B (zh) * 2010-12-21 2014-10-22 中国科学院微电子研究所 化学机械抛光设备及其预热方法
US8920214B2 (en) * 2011-07-12 2014-12-30 Chien-Min Sung Dual dressing system for CMP pads and associated methods
JP6187948B1 (ja) * 2016-03-11 2017-08-30 東邦エンジニアリング株式会社 平坦加工装置、その動作方法および加工物の製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070570A (en) * 1989-06-26 1991-12-10 Sabo Gary L Reconditioning tool for rotary faced buffing pad
DE3926673A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Wacker Chemitronic Verfahren und vorrichtung zur poliertuchaufbereitung beim chemomechanischen polieren, insbesondere von halbleiterscheiben
US5081051A (en) * 1990-09-12 1992-01-14 Intel Corporation Method for conditioning the surface of a polishing pad
US5154021A (en) * 1991-06-26 1992-10-13 International Business Machines Corporation Pneumatic pad conditioner
US5245790A (en) * 1992-02-14 1993-09-21 Lsi Logic Corporation Ultrasonic energy enhanced chemi-mechanical polishing of silicon wafers
US5245796A (en) * 1992-04-02 1993-09-21 At&T Bell Laboratories Slurry polisher using ultrasonic agitation
US5216843A (en) * 1992-09-24 1993-06-08 Intel Corporation Polishing pad conditioning apparatus for wafer planarization process
US5456627A (en) * 1993-12-20 1995-10-10 Westech Systems, Inc. Conditioner for a polishing pad and method therefor
US5486131A (en) * 1994-01-04 1996-01-23 Speedfam Corporation Device for conditioning polishing pads
US5650039A (en) * 1994-03-02 1997-07-22 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing apparatus with improved slurry distribution
US5522965A (en) * 1994-12-12 1996-06-04 Texas Instruments Incorporated Compact system and method for chemical-mechanical polishing utilizing energy coupled to the polishing pad/water interface
JP3678468B2 (ja) * 1995-07-18 2005-08-03 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置
DE19546988A1 (de) * 1995-12-15 1997-06-19 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung von Halbleitermaterial
US5868608A (en) * 1996-08-13 1999-02-09 Lsi Logic Corporation Subsonic to supersonic and ultrasonic conditioning of a polishing pad in a chemical mechanical polishing apparatus
US6085764A (en) * 1997-07-22 2000-07-11 Tdk Corporation Cleaning apparatus and method
US6119708A (en) * 1998-11-11 2000-09-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for cleaning the edge of a thin disc
US6148833A (en) * 1998-11-11 2000-11-21 Applied Materials, Inc. Continuous cleaning megasonic tank with reduced duty cycle transducers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011035348A (ja) * 2009-08-06 2011-02-17 Fujitsu Semiconductor Ltd 化学機械研磨装置及びその運転方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1007275A1 (en) 2000-06-14
US5957754A (en) 1999-09-28
TW413649B (en) 2000-12-01
US6149505A (en) 2000-11-21
WO1999011427A1 (en) 1999-03-11
US6241588B1 (en) 2001-06-05

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