JP2007520084A - 化学機械的平坦化用多段インサイチュウでのパッド調節システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
単段化学機械的平坦化(CMP)装置でマルチステップ研磨プロセスを実施するための装置は、インサイチュウでの調節操作を使用して、研磨パッドの表面からデブリス及び使用済み研磨スラリを連続的にクリーンにし、排出する。各平坦化サイクルの開始時に、クリーンで実質的に「新しい」研磨パッドを提供することによって、ウエハを移動して研磨源を換えたり、又はウエハを他のCMP研磨ステーションに移送する必要なく、様々な化学物質、形態、温度等の研磨剤を用いることが出来る。多位置弁を使用して、様々な異なる研磨スラリ及び調節/フラッシング剤を含む様々なプロセス流体の導入を制御することが出来る。様々な調節物質の使用によって、異なるプロセス条件(例えば、先の研磨化学剤を中和すること、研磨速度を制御するためにパッドの表面温度を変更すること、パッドの表面に引き付けられた状態にある粒子を取り除くための界面活性剤の使用等)用に研磨パッドの表面を変更することが出来る。
【選択図】図2、図3
Description
本出願は、2004年1月26日に出願された暫定出願番号第60/539,162号の利益を主張する。
本発明は、化学機械的平坦化(CMP)システムで使用される研磨パッド調節用システムに関し、より具体的には、順次多重研磨操作(異なる化学作用及び/又は電解質を使用する)を、単一のステーションで可能にするインサイチュウでの調節技術に関する。
エレクトロニクス産業は、信頼性及びコストを強化しながら、より高機能なデバイスの実現を半導体製造技術の進歩に依存し続けている。多くの用途について、このようなデバイスの製造は複雑であり、コスト効率の高い製造プロセスを維持していながら、同時に製品品質を維持又は改善することは困難である。デバイス性能及びコストについての要件がより厳しくなるにつれて、結果の良い製造プロセスを実現することはより困難になる。
先行技術で残る必要性は、化学機械的平坦化(CMP)システムに使用される研磨パッドを調節するシステムに関し、より具体的には、単一の研磨ステーションで、順次、複数の研磨スラリを使用することが出来るインサイチュウでの調節技術に関する本発明によって対処される。
上記のように、本発明の調節プロセスは、不必要な残留物をはがすや否や研磨パッドから除去することによってインサイチュウで新たな均一の研磨パッド表面を作るように設計されており、以下で詳細に議論されるように、真空援助除去が、追加のフラッシング能力を使用する。従来の浄化/調節機能に加えて、本発明の装置は、研磨されたウエハ表面上の表面欠損の存在を減少させ、「大きい」廃棄量(研磨及び調節プロセス残留物ストリームをその他の処理水と別に集めることによって)を低減し、銅及びバリアメタルの平坦化プロセスを単純化することが分かった。
Claims (24)
- 化学機械的平坦化(CMP)プロセスで使用される研磨パッドの表面を調節するためのインサイチュウでのプロセスを提供する方法において、前記インサイチュウでの調節プロセスが、
a)研磨パッドの表面を加工処理して、前記CMPプロセスに関連する汚染物質をはがすステップと;
b)前記はがした汚染物質を前記研磨パッドから排出させて浄化した研磨パッド表面を準備するステップと;
c)その後の平坦化操作用に前記浄化した研磨パッド表面を提供するステップと;
を具えることを特徴とする方法。 - 請求項1記載の方法において、ステップa)及びb)が、汚染物質を除去し、平坦化操作間のクロス汚染を防止するように各平坦化操作の後に実施されることを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、ステップa)を実施する際に、前記研磨パッドの表面を研磨して、その結果前記汚染物質をはがすことを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、ステップb)が、前記研磨パッド表面に調節剤を導入して、前記調節プロセスを援助するステップを更に具えることを特徴とする方法。
- 請求項4記載の方法において、超純水(UPW)を調節剤として適用することを特徴とする方法。
- 請求項4記載の方法において、前記研磨パッド表面の温度に影響を及ぼすように、前記導入された調節剤の温度を制御することを特徴とする方法。
- 請求項4記載の方法において、前記調節剤の化学的性質を選択して、いずれかの先に適用したCMPプロセス物質をウエハ表面との反応を中和することを特徴とする方法。
- 請求項7記載の方法において、前記先に適用したCMPプロセス物質が研磨スラリを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、ステップb)を実施する際に、真空力を適用して、前記はがした汚染物を排出することを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、前記浄化した研磨パッドを提供した後に、研磨スラリが、先に適用したCMP物質の化学的性質を伴うクロス汚染作用をもたらすことなく前記浄化した研磨パッド上に導入されることを特徴とする方法。
- 請求項10記載の方法において、前記先に適用したCMP物質が、先に適用した研磨スラリを含むことを特徴とする方法。
- 請求項11記載の方法において、その後の研磨スラリが、先に適用した研磨スラリとは異なる化学特性を示すことを特徴とする方法。
- 請求項11記載の方法において、その後の研磨スラリが、先に適用した研磨スラリとは異なる研磨剤粒子濃度を示すことを特徴とする方法。
- 請求項11記載の方法において、その後の研磨スラリが、先に適用した研磨スラリとは異なる研磨剤粒度を示すことを特徴とする方法。
- 請求項10記載の方法において、前記先に適用したCMP材料が、先に適用した調節剤を含むことを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、ステップa)を実施する際に、ダイアモンド表面の調節ディスクが前記研磨パッド表面上で回転して、前記研磨パッド表面から汚染物をはがすことを特徴とする方法。
- 単一の研磨ステーションで多段研磨を実施するための化学機械的平坦化(CMP)システムにおいて、前記システムが、
半導体ウエハ表面と相互作用して、その表面から不要な物質を除去するための研磨パ ッドと;
前記研磨パッドの少なくとも一部分の上に配置された調節装置であって、前記状態調 節装置が、研磨パッドを研磨してデブリスをはがすための研磨用開口付調節ディスクと
、生成したようなはがしたデブリスを除去するための真空援助部材とを具える調節装置 と;
制御された態様で、前記浄化した研磨パッド上に多数の研磨スラリを導入するための ディスペンサであって、前記調節装置によって実施される調節が、各研磨操作間で前記 研磨パッドから汚染物を除去する働きをし、これによって、各平面化操作に対してきれ いな研磨パッド表面を提供し、研磨スラリ間のクロス汚染を防止するディスペンサと;
を具えることを特徴とするシステム。 - 請求項17記載のCMPシステムにおいて、前記ディスペンサが、前記研磨パッド表面での浄化操作を援助するように前記調節装置に種々の調節剤を導入することが更に出来ることを特徴とするシステム。
- 請求項17記載のCMPシステムにおいて、前記ディスペンサが、少なくとも中和用調節剤を具え、様々な化学的性質を持つ研磨スラリ間のクロス汚染を防止することを特徴とするシステム。
- 請求項17記載のCMPシステムにおいて、前記ディスペンサが、前記研磨パッド表面で所望の操作温度を維持することに関連した予め決められた温度を示す調節剤を含むことを特徴とするシステム。
- 請求項17記載のCMPシステムにおいて、前記ディスペンサが、界面活性成分を含む調節剤を含み、デブリス粒子と前記研磨パッド表面との間の電気的引力を低減することを特徴とするシステム。
- 請求項17記載のCMPシステムにおいて、前記ディスペンサが、多数の源から研磨スラリを導入することを特徴とするシステム。
- 単一の研磨ステーションでの多段研磨を実施するための化学機械的平坦化(CMP)システムにおいて、前記システムが、
半導体ウエハ表面と相互作用して、その表面から不要な物質を除去するための研磨パ ッドと;
前記研磨パッドの少なくとも一部の上に配置された調節装置であって、
制御した態様で、前記研磨パッド表面上に研磨又は調節材料を導入するためのディ スペンサと;
デブリスをはがし、前記研磨パッド表面を浄化するための前記研磨パッドを研磨す るための研磨用開口調節ディスクと;
デブリスが作られるような開口調節ディスクによってはがしたデブリスを除去する ための真空援助部材であって、前記調節装置が、各研磨操作間の汚染物を除去する真 空援助部材と;
を含む調節装置と;
を具えることを特徴とするシステム。 - 請求項23記載の化学機械的平坦化(CMP)システムにおいて、前記調節装置が、多段研磨プロセスにおける各順次ステップについてきれいな研磨パッド表面を提供するよう機能し、これによって、前記研磨パッド表面上に分配される研磨又は調節物質間のクロス汚染を防止することを特徴とするシステム。
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