JP2010114398A5

JP2010114398A5 -

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Publication number: JP2010114398A5
Application number: JP2008300248A
Authority: JP
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2028-11-25

Description

立体三日月形注入器（１０）は、金属、プラスチック、セラミック、又はガラスなど、ＣＭＰプロセスに適した任意の硬質材料を使用して、もし該当する場合は、入口（２０）、三日月形の後縁（１２）、三日月形の前縁（３４）、開口（２４）、チャネル及びリザーバ（２２）を含むように任意の適切な手段によって成形された立体ブロックとして、又は接合される複数のパーツとして、又は複数の層として構成されてよい。内部チャネル又は内部リザーバ（２２）、三日月形の前縁（３４）、及び三日月形の後縁（１２）を組み入れるように適切な形状にカットされたポリカーボネートシートの層（５６）による構成が好ましい。これは、ポリカーボネートシートが、コスト効率が良く、軽量で、尚且つ耐性があるゆえに、そしてポリカーボネートの透明性が、もし内部チャネル又は内部リザーバ（２２）が使用される場合にその内部におけるスラリの状態をオペレータが見ることを可能にするゆえに当てはまる。層（５６）が使用される場合は、層（５６）をまとめあわせるために、接着剤及びボルト（４０）を非限定的に含む任意の適切な方法が使用されてよく、なかでもボルト（４０）が好ましい。

ウエハ（２８）と、立体三日月形注入器（１０）の後縁（１２）との間の距離は、最も幅広の地点で０〜１インチ（約０〜２．５４ｃｍ）であることが望ましい。立体三日月形注入器（１０）の前縁（３４）は、形状が三角形又は長方形であるか、或いはもしスラリチャネル又はスラリリザーバ（２２）が使用される場合はその内部に十分な容量を可能にすると同時にＣＭＰプロセスに対して最小限にしか干渉しないような任意のその他の適切な形状であってよく、使用済みスラリが未使用の新しいスラリと混ざり合う可能性が生じる前に使用済みスラリを研磨パッド（２６）から除去するのに適した第２のへさき波（４６）を形成する。

研磨パッド（２６）に載っている立体三日月形注入器（１０）の荷重は、１〜１０ｌｂ（約０．４５４〜４．５４ｋｇ）又はそれより大きく、通常は、立体三日月形注入器（１０）の底面（１６）と研磨パッド（２６）との間の平均間隙（８２）を、少ない倍数内でウエハ（２８）とパッド（２６）との間の平均間隙に匹敵させるに足る圧力を加えるのに十分な大きさである。後者の測定値は、１０〜２５ミクロンであることが多いが、より大きい又はより小さい間隙も可能である。

研磨パッド（２６）に面している立体三日月形注入器（１０）の底面（１６）は、平坦で尚且つ滑らかであるが、必要に応じて、テクスチャ加工されるか、溝を彫られるか、又は成形されるかしてよい。底面（１６）は、研磨パッド（２６）の表面（３６）に原則的に平行であるが、もし必要な場合は、ピッチ又はバンクを異ならせることが可能である。間隙（８２）は、立体三日月形注入器（１０）の底面（１６）の平坦化によって調整することができる。ＣＭＰスラリ又はＣＭＰスラリの成分は、立体三日月形注入器（１０）の上部（７６）にある１つ又は２つ以上の開口（２０）を通して立体三日月形注入器（１０）に導入される。底面（１６）にある開口（２４）の数及び大きさに制限はないが、０．０１〜０．１２５インチ（約０．２５４〜３．１８ｍｍ）の直径が好ましく、４０〜１６０個の開口（２４）が好ましい。上記開口（２４）は、研磨パッド（３６）上の「着地」（３０）領域の位置及び数に対応することが好ましく、各「着地」（３０）領域上に１つずつの開口（２４）が設けられることが更に好ましい。開口（２４）の線状配置は、制限されないが、直線又は曲線に沿って配置されることが好ましい。開口（２４）は、互いにどのような位置及び分離距離で設けられるにせよ、研磨パッド（３６）の着地（３０）の真上にあることが適していると考えられる。

上記層（５６）が使用される場合は、それらの層は、均一の厚さであるか、又はもしチャネル若しくはリザーバ（２２）が使用される場合は、様々な厚さのチャネル若しくはリザーバ（２２）が望ましいときにそのようなチャネル若しくはリザーバ（２２）を作成するために、特に真ん中の層を斜面状に形成されるかしてよい。層（５６）は、均一な厚さであることが好ましい。スラリを注入器の底面に導入するためのライン又はチャネル（２２）は、注入器を通る直接通路であるか、枝分かれされるか、又はもし３枚層の場合は特に真ん中の層（８６）をより広範囲に取り除くことによってチャネル若しくはリザーバ（２２）を形成されるかしてよい。このようなチャネル又はリザーバ（２２）が用いられる場合は、チャネル又はリザーバ（２２）の形状は、立体三日月形注入器（１０）と同じ基本形状であるか、又は楕円形、卵形、単純な通路、若しくはその他の任意の適切な均一形状であってよい。チャネル又はリザーバ（２２）は、スラリが導入されるときに空気を追い出すために、いずれかの端にブリード弁を有することが望ましい。

チャネル又はリザーバ（２２）が使用される場合は、注入器の中心を中心とした原則的に楕円形状のリザーバか、或いはその側面境界が立体三日月形注入器の外側側面境界（１２）（３４）から固定距離にあるようなチャネル又はリザーバ（２２）が好ましい。

立体三日月形注入器（１０）の底面（１６）にある、スラリを立体三日月形注入器（１０）から出すための開口（２４）は、任意の形状及び大きさであってよいが、円形又は楕円形が好ましく、円形が更に好ましい。出口開口（２４）の直径は、任意の直径であってよいが、立体三日月形注入器（１０）上に合計６８個の開口（２４）がある場合は約０．０６２５インチ（約１．５９ｍｍ）の直径が好ましい。開口（２４）は、底面（１６）に垂直か又は一定の角度かで作成されてよい。開口（２４）は、任意の適切な手段で作成されてよいが、ドリルによる穴開けが好ましい。複数の開口（２４）が使用される場合は、任意の位置決め及びパターンが使用されてよいが、着地（３０）領域の半径に対応するように尚且つ立体三日月形注入器（１０）の後縁（１２）の湾曲に沿うように、約４分の１インチ（約６．３５ｍｍ）の送り量で曲線状に間隔を空けた開口（２４）が好ましい。

立体三日月形注入器（１０）を通るスラリの流速は、研磨パッド（２６）の中心からの開口（２４）の半径距離を基準とした開口（２４）の位置によって影響される。したがって、流動状態を最適にするために、大きさ、形状、入射角度、及び密度パターンが調整されてよい。スラリは、重力流又はポンプ操作によって立体三日月形注入器（１０）内のチャネル又はリザーバ（２２）に導入されてよい。ポンプ操作によって導入される場合は、流速は、６８個の開口（２４）に対しておよそ５０ｃｃ／分又はそれを上回る、すなわち１個の開口（２４）ごとに約０．７３ｃｃ／分又はそれを上回ることが望ましい。

図１は、立体三日月形スラリ注入器及びウエハの上面図である。
１０は、立体三日月形注入器である。
１２は、立体三日月形注入器１０の凹状後縁である。
１４は、ウエハの前縁である。
１８は、スラリ供給チューブである。
２０は、立体三日月形注入器１０の上部にあるスラリ入口である。
２２は、立体三日月形注入器１０内においてスラリを導くためのチャネル又はリザーバである。この実施形態では、立体三日月形注入器１０のボディが透明なポリカーボネートシートで形成されるゆえに、目で見ることができる。
２６は、研磨パッドである。
２８は、ウエハである。
３４は、立体三日月形注入器の前縁である。
４０は、立体三日月形注入器１０をまとめあわせるボルトである。
４２は、ウエハ２６の前縁１４と、立体三日月形注入器１０の後縁１２との間の間隙４２である。
４４は、立体三日月形注入器１０の端にある角である。
４６は、立体三日月形注入器１０の前縁３４の前方にある第２のへさき波である（なお、本発明は、間隙４２内に通常形成されるであろう第１のへさき波を効果的に排除している）。
５４は、チューブ１８をスラリソース（不図示）につなぐクイックコネクタである。
６６は、立体三日月形注入器１０を保持する棒である。
６８は、立体三日月形注入器１０に取り付けられるとともに内部に棒６６を据えられたジンバルである。
図２は、重りをかけられていない基本な立体三日月形注入器１０の側面図である。ここに示されていない付番は、図１と同じである。
１６は、立体三日月形注入器１０の底面である。
２４は、立体三日月形注入器１０の底面１６に開いた開口である。
３０は、研磨パッドの上面上の着地領域である。
３２は、着地領域３０間の溝である。
３６は、研磨パッド２６の上面である。
２０は、立体三日月形注入器１０にスラリを入らせるための開口である。
５６は、本発明の立体三日月形注入器１０を構成するもとになる層である。
６０は、チャネル又はリザーバ２２の上面である。
６２は、チャネル又はリザーバ２２の下面である。
６４は、注入器を支持する研磨ツール（不図示）からの梁である。
７０は、立体三日月形注入器１０全体にかかる荷重を設定するためのバネである。
７２は、バネ７０を棒６６上に保持するためのツバである。
７３は、ツバ７２に対する位置決めネジである。
７４は、棒６６を梁６４に対して保持するための位置決めネジである。
７６は、立体三日月形注入器１０の上面である。
図３は、底面１６をバランスさせるために重りを加えられた立体三日月形注入器１０の側面図である。
５０は、底面１６の平面性を調整するための重りである。

Claims

半導体ウエハと化学的機械的研磨ツールの研磨パッドとの間にスラリを注入するための注入機器であって、
１つ又は２つ以上の注入器上面開口を含む注入器上面と、
複数の注入器底面開口を含み、研磨パッド上面に面するとともに前記研磨パッド上面に載っている注入器底面と、
前記化学的機械的研磨ツールの研磨ヘッドの前縁の大きさ及び形状に適合している注入器凹状後縁と、
を備え、前記１つ又は２つ以上の注入器上面開口を通して導入されるＣＭＰスラリは、前記注入機器内のチャネルを通って移動し、前記複数の注入器底面開口を通って前記注入機器から前記研磨パッド上面上へ出ていく、注入機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記注入機器を構成するために使用される材料は、３枚の硬質プラスチックシートの層を含む、機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記注入機器は、前記研磨パッド上面との接触を確実にするために、バネ及びツバを伴う棒に取り付けられ、前記注入機器は、前記研磨パッド上面の許す範囲で自由に移動可能であるように、ジンバルを含む、機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記１つ又は２つ以上の注入器上面開口から前記複数の注入器底面開口への前記スラリの流速は、重力送りによって制御される、機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記１つ又は２つ以上の注入器上面開口から前記複数の注入器底面開口への前記スラリの流速は、制御速度でのポンプ操作によって制御される、機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記注入器上面開口の数は、１に等しい、機器。
請求項１に記載の機器であって、
前記複数の注入器底面開口は、曲線状のパターンで配され、前記複数の注入器底面開口のパターンは、前記注入器後縁に平行であり、前記複数の注入器底面開口は、前記研磨パッド上の１つ又は２つ以上の着地領域に揃うように間隔が空いている、機器。
請求項７に記載の機器であって、
前記複数の注入器底面開口の数は、６８である、機器。
請求項６に記載の機器であって、
前記１つの注入器上面開口は、前記研磨パッドの中心からの、前記研磨パッド上面が前記ウエハと最も長時間接触する半径に位置する、機器。
半導体ウエハと化学的機械的研磨ツールの研磨パッドとの間にスラリを注入するための機器であって、
立体三日月形注入器を備え、
前記立体三日月形注入器は、
前記化学的機械的研磨ツールの研磨ヘッドの前縁の大きさ及び形状に、２分の１インチの間隙を挟んで適合している凹状後縁と、
前記研磨パッドの上面に面し、実質的に平坦であるとともに前記研磨パッドの前記上面に平行で尚且つ同表面に載っている注入器底面と、
を含み、
前記機器の構成に使用される材料は、３枚のポリカーボネートシートであり、
前記機器は、前記研磨パッドの前記上面に載っており、ステンレス鋼の棒に結合され、前記ステンレス鋼の棒は、前記機器にかかる荷重が３ポンド（約１．３６ｋｇ）に設定されるように、バネ及びツバを伴う前記化学的機械的研磨ツールの梁に結合され、前記機器は、前記研磨パッドの前記上面の許す範囲でバンク角及びピッチ角については自由にジンバル可能であるが水平面内では回転しないように、前記棒に取り付けられ、
化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、前記注入器の上面の開口を通して重力流によって導入され、前記注入器の前記上面の前記開口は、前記研磨パッドの、前記研磨パッドが前記半導体ウエハと最も長時間接触する半径に位置決めされ、
前記化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、チャネルを通って前記注入器底面へ移動し、前記化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、前記凹状後縁に平行する曲線沿いに前記研磨パッド上の１つ又は２つ以上のパッド着地領域に対応する可変間隔で位置決めされた前記注入器底面の６８個の開口を通って前記機器から出ていき、
化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、薄膜状に広がり、前記スラリ又はその成分の全部又は大半が前記半導体ウエハと前記研磨パッドの前記上面との間に導入されるような量で、前記半導体ウエハの前縁に沿って前記研磨パッドの前記上面と前記半導体ウエハとの間に導入される、機器。
半導体ウエハの化学的機械的研磨においてウエハと研磨パッドとの間にスラリを注入するための方法であって、装置によって半導体ウエハを研磨することを備え、
前記装置は、立体三日月形注入器を含み、
前記立体三日月形注入器は、
複数の注入器底面開口を含み、研磨パッド上面に面するとともに前記研磨パッド上面に載っている注入器底面と、
前記化学的機械的研磨ツールの研磨ヘッドの前縁の大きさ及び形状に、最大１インチの間隙を挟んで適合している注入器凹状後縁と、
を含み、
化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、１つ又は２つ以上の注入器上面開口を通して導入され、前記注入器内のチャネルを通って移動し、前記複数の注入器底面開口を通って
前記注入器から前記研磨パッド上面上へ出て、薄膜状に広がり、前記スラリの大半が前記半導体ウエハと前記研磨パッドとの間に導入されるような十分に少ない量で、前記半導体ウエハの前縁に沿って前記研磨パッドの前記上面と前記半導体ウエハとの間に導入される、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記注入器を構成するために使用される材料は、３枚の硬質プラスチックシートの層を含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記注入機器は、前記研磨パッド上面との接触を確実にするために、バネ及びツバを伴う棒に取り付けられ、前記注入機器は、前記研磨パッド上面の許す範囲で自由に移動可能であるように、ジンバルを含む、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記１つ又は２つ以上の注入器上面開口から前記複数の注入器底面開口への前記スラリの流速は、重力送りによって制御される、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記１つ又は２つ以上の注入器上面開口から前記複数の注入器底面開口への前記スラリの流速は、制御速度でのポンプ操作によって制御される、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記注入器上面開口の数は、１に等しい、方法。
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数の注入器底面開口は、曲線状のパターンで配され、前記複数の注入器底面開口のパターンは、前記注入器後縁に平行であり、前記複数の注入器底面開口は、前記研磨パッド上の１つ又は２つ以上の着地領域に揃うように間隔が空いている、方法。
請求項１７に記載の方法であって、
前記複数の注入器底面開口の数は、６８である、方法。
請求項１６に記載の方法であって、
前記１つの注入器上面開口は、前記研磨パッドの中心からの、前記研磨パッド上面が前記ウエハと最も長時間接触する半径に位置する、方法。
化学的機械的研磨ツールによって半導体ウエハを研磨する方法であって、
機器によって、前記半導体ウエハと前記化学的機械的研磨ツールの研磨パッドとの間にスラリを注入することを備え、
前記機器は、立体三日月形注入器を含み、
前記立体三日月形注入器は、
前記化学的機械的研磨ツールの研磨ヘッドの前縁の大きさ及び形状に、２分の１インチの間隙を挟んで適合している凹状後縁と、
前記研磨パッドの上面に面し、実質的に平坦であるとともに前記研磨パッドの前記上面に平行で尚且つ同表面に載っている注入器底面と、
を含み、
前記機器の構成に使用される材料は、３枚のポリカーボネートシートであり、
前記機器は、前記研磨パッドの前記上面に載っており、ステンレス鋼の棒に結合され、前記ステンレス鋼の棒は、前記機器にかかる荷重が３ポンド（約１．３６ｋｇ）に設定さ
れるように、バネ及びツバを伴う前記化学的機械的研磨ツールの梁に結合され、前記機器は、前記研磨パッドの前記上面の許す範囲でバンク角及びピッチ角については自由にジンバル可能であるが水平面内では回転しないように、前記棒に取り付けられ、
化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、前記注入器の上面の開口を通して重力流によって導入され、前記注入器の前記上面の前記開口は、前記研磨パッドの、前記研磨パッドが前記半導体ウエハと最も長時間接触する半径に位置決めされ、
前記化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、チャネルを通って前記注入器底面へ移動し、前記化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、前記凹状後縁に平行する曲線沿いに前記研磨パッド上の１つ又は２つ以上のパッド着地領域に対応する可変間隔で位置決めされた前記注入器底面の６８個の開口を通って前記機器から出ていき、
化学的機械的研磨スラリ又はその成分は、薄膜状に広がり、前記スラリ又はその成分の全部又は大半が前記半導体ウエハと前記研磨パッドの前記上面との間に導入されるような量で、前記半導体ウエハの前縁に沿って前記研磨パッドの前記上面と前記半導体ウエハとの間に導入される、方法。
半導体ウエハと化学的機械的研磨ツールの研磨パッドとの間にスラリを注入するための注入機器であって、
注入器上面開口を含む注入器上面と、
前記研磨パッドに載っている注入器底面であって、前記注入器上面開口と流体連通している複数の注入器底面開口を含む注入器底面と、
を備える注入機器。
請求項２１に記載の機器であって、
前記複数の注入器底面開口のそれぞれは、前記研磨パッド上の複数の着地領域の１つに揃う、機器。
請求項２１に記載の機器であって、更に、
チャネルを備え、前記複数の注入器底面開口は、前記チャネルを通して前記注入器上面開口と流体連通している、機器。