JP2017527107A - 基板の厚さプロファイルの調節 - Google Patents

基板の厚さプロファイルの調節 Download PDF

Info

Publication number
JP2017527107A
JP2017527107A JP2017502835A JP2017502835A JP2017527107A JP 2017527107 A JP2017527107 A JP 2017527107A JP 2017502835 A JP2017502835 A JP 2017502835A JP 2017502835 A JP2017502835 A JP 2017502835A JP 2017527107 A JP2017527107 A JP 2017527107A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
substrate
polishing pad
pad
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017502835A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6778176B2 (ja
JP2017527107A5 (ja
Inventor
ジェイ グルサミー,
ジェイ グルサミー,
ハン チー チェン,
ハン チー チェン,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/334,948 external-priority patent/US9662762B2/en
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2017527107A publication Critical patent/JP2017527107A/ja
Publication of JP2017527107A5 publication Critical patent/JP2017527107A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6778176B2 publication Critical patent/JP6778176B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02043Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34Accessories
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02057Cleaning during device manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Abstract

研磨システムは、研磨される基板表面を有する基板を保持する支持体と、この基板表面と接するようにして研磨パッドを保持するキャリアと、研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータとを含む。裏面は、研磨面の反対側である。圧力アプリケータは、アクチュエータと、研磨パッドの裏面の選択された領域に対して接離すべくこのアクチュエータによって動作されるように構成された、本体とを含む。【選択図】図2

Description

本開示は、化学機械研磨に関する。具体的には、基板の厚さプロファイルの調節に関する。
集積回路は通常、シリコンウエハ上に導電層、半導電層、または絶縁層を連続的に堆積することによって、基板上に形成される。様々な製造プロセスにおいて、基板上の層を平坦化することが求められる。例えば、1つの製造ステップは、非平面の表面上に充填層を堆積して、充填層を平坦化することを伴う。特定の応用例では、充填層は、パターン層の頂面が露出するまで平坦化される。例えば、パターニングされた絶縁層上に金属層を堆積して、絶縁層内のトレンチ及び孔を充填することができる。平坦化後、パターニングされた層のトレンチ及び孔の中に残っている金属の部分によって、基板上の薄膜回路間の導電経路を提供するビア、プラグ、およびラインが形成される。
化学機械研磨(CMP)は、受け入れられた平坦化方法の1つである。この平坦化の方法では通常、基板がキャリアヘッドに取り付けられることが必要である。通常、基板は露出面が回転している研磨パッドに接するようにして置かれる。キャリアヘッドが基板の裏側に制御可能な荷重をかけ、基板の前面を研磨パッドに押し付ける。通常、研磨粒子を含む研磨スラリが、研磨パッドの表面に供給される。
市販の研磨システムでは、基板は裏側に圧力を受け、その圧力によって基板の露出面が回転している研磨パッドに押し付けられる。しかし基板は比較的高い剛性を有し、それによって、基板の裏側にかかる圧力は、基板の前表面上のより大きな区域に分散する。例えば、基板の裏側にある直径1mmの点に印加された圧力は、例えば30mmの直径を有するゾーンをカバーするまで分散し得る。この結果、裏側からの圧力を用いて基板の露出面上の圧力分布を精密に制御することは、難しい。露出面上の小さいゾーン内に位置する望ましくない(1または複数の)凹凸を補正することは、困難になり得る。この問題に対処するための技法は、基板に対する研磨パッドの圧力を制御することである。
一態様では、研磨システムは、研磨される基板表面を有する基板を保持する支持体と、この基板表面と接するようにして研磨パッドを保持するキャリアと、研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータとを含む。裏面は、研磨面の反対側である。圧力アプリケータは、アクチュエータと、研磨パッドの裏面の選択された領域に対して接離すべくこのアクチュエータによって動作されるように構成された、本体とを含む。
別の態様では、研磨ツールは、バルク研磨ステーションと、調節ステーションと、バルク研磨ステーションと調節ステーションとの間で基板を移送するように構成された移送メカニズムとを含む。バルク研磨ステーションは、研磨品を支持する回転可能なプラテンと、基板表面を研磨品の研磨面に接触させて基板を保持し、1つ以上の制御可能なゾーンを有するキャリアヘッドとを含む。調節ステーションは、研磨される基板表面を有する基板を保持する支持体と、この基板表面と接するようにして研磨パッドを保持するキャリアと、研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータであって、裏面は研磨面の反対側であり、圧力アプリケータはアクチュエータ及び、研磨パッドの裏面の選択された領域に対して接離すべくこのアクチュエータによって動作されるように構成された本体を含む、圧力アプリケータとを含む。
別の実施態様では、研磨方法は、基板の表面を研磨パッドの研磨面との接触に至らしめることであって、基板の表面は1つ以上の研磨不足領域を備え、研磨パッドは基板の表面にわたって広がる、至らしめることと、研磨面の裏側の残り部分にはほぼ圧力を印加することなしに、研磨パッドの裏面の1つ以上の選択された領域に圧力を印加することであって、裏面は研磨面の反対側であり、裏面の1つ以上の選択された領域は1つ以上の研磨不足領域に対応する、印加することと、1つ以上の研磨不足領域の研磨を生じさせるため、基板と研磨パッドとの間の相対運動を生成することと、を含む。
別の態様では、研磨システムは、研磨される基板表面を有する基板を保持する支持体と、研磨パッドをコンディショニングするコンディショニングシステムであって、1つ以上のコンディショニングヘッドを備えるコンディショニングシステムと、可動支持構造体と、研磨パッドを保持するキャリアとを含む。キャリアは可動支持構造体から懸架され、支持構造体は、基板を保持する支持体とコンディショニングシステムとの間でキャリアを移動させるように構成されている。
実施形態は、下記の利点のうちの1つ以上を含み得る。研磨されている基板表面の前側から、基板を通過することなく、局所的圧力が印加され得る。基板表面上の圧力分布が、基板を通って分散することなく、精密に制御され得、それによって、局所的な厚さの調節が正確に実施され得る。厚さの調節を必要とする基板上の領域のサイズ及び形状に対応する、選択されたサイズ及び形状を有する圧力制御パッドによって、局所的圧力が印加され得る。複数の箇所において基板の厚さを調節するため、圧力制御パッドは、基板に対して移動可能である。厚さの調節を必要とする基板上の領域のサイズ及び/または形状に基づいてサイズ決め及び/または形状決めされた研磨パッドの使用によって、圧力の分散はさらに低減され得る。代わりにまたは加えて、研磨パッド及び基板に局所的圧力を印加して所望の箇所で基板の厚さを微調節するために、1つ以上の可撓性リングが用いられ得る。厚さ調節は、追加で研磨パッドコンディショニングシステムを一体的に含む調節ステーションにおいて、実施され得る。1つ以上の研磨パッドをコンディショニングしている間に、1つ以上の基板の厚さが調節される、マルチクロス処理が実施され得る。
本発明の1つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の記述で説明する。本発明の他の特徴、目的及び利点は、これらの記述及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
研磨システムの一例の概略断面図である。 調節ステーションの一例のブロック図である。 調節ステーションの一部の概略上面図である。 調節ステーションの一部の概略上面図である。 図5A及び5Bは、圧力制御パッドの概略断面図である。 可撓リングの一例の概略斜視図 である。 可撓リングの概略断面図である。 基板の厚さプロファイルを調節する例示のプロセスのフロー図である。
概説
基板の表面が化学機械研磨処理を用いて研磨されるとき、時として、基板上の種々の箇所における(1または複数の)基板材料は、種々の比率で取り除かれる。例えば、基板の端部付近の表面領域内にある(1または複数の)基板材料は、基板の中心付近の表面領域内にあるものよりも、より高い比率で取り除かれ得る。別の例では、研磨される表面は、例えば10mm以下の線寸法を有するゾーンといった小さい局所的なゾーン内に、望ましくない、研磨不足の凸部または過研磨された凹部を含み得る。こうした凸部または凹部は、研磨処理または研磨装置が不完全であることによって生じ得る。
議論を簡潔にするため、基板の表面をほぼ平坦化し(即ち下にあるパターンによって生じるステップ高低差をほぼ取り除き)、取り除くことが意図された材料の大部分を取り除く研磨処理を、バルク研磨と称する。
本開示による化学機械研磨処理は、基板のバルク研磨の前、間、及び/または後に、基板の厚さプロファイルを調節する、1つ以上の追加のステップを含む。これらの処理においては、裏側の圧力に代えてまたは加えて、研磨されている表面は、圧力が基板を通過することなく、前面からの圧力を受ける。前面圧力は研磨パッドを通じて印加され、研磨パッドを通じて分散することは、ほぼない。研磨されている表面に達する圧力は、研磨パッドに印加される圧力の区域及び量を精密に制御することによって、精密に制御される。基板の厚さプロファイルの調節は、高度に局所化され得、調正可能であり得る。例えば基板表面の径方向のゾーンといった種々のゾーンに対して実施され得る。局所的圧力は、1つ以上の圧力制御パッド、及び/または1つ以上の可撓リングを用いて印加され得る。ある実施形態では、裏側圧力と前面圧力は、組み合わされて用いられ得る。
厚さ調節は、機械的に、化学的に、または化学機械的に実施され得る。ある実施形態では、1つ以上の追加のステップは、研磨されている表面上の圧力分布が精密に制御されている点を除いて、バルク研磨で用いられているものと同様である化学機械研磨ステップを含み、それによって、化学機械研磨が表面の所望の局所的ゾーンにおいてのみ行われる。
この1つ以上のステップはまた、厚さ調節に用いられる研磨パッドをコンディショニングすることも、含み得る。コンディショニングは、厚さ調節処理が実施されるのと同じステーションにおいて、便利に実施され得る。コンディショニングは時として、対応する箇所において基板の厚さ調節が行われた、研磨パッドの選択された箇所のみにおいて行われる。
例示の研磨システム
図1は、バルク研磨装置104及び調節ステーション102を含む、研磨システム100の一例を示す。研磨されるべき基板10は、厚さ調節及びバルク研磨のため、調節ステーション102とバルク研磨装置104の間で移送されることができる。例えば、基板は、研磨装置104における基板10のバルク研磨の前、最中、または後に、調節ステーション102に向けられることができる。ステーション102と装置104との間の基板10の移送は、例えばロード/アンロードアセンブリまたはロボットアームといったメカニズムを用いて、行われ得る。ある実施形態では、調節ステーション102はスタンドアローンのシステムである。この場合、調節ステーション102は、バルク研磨装置104の付近(例えば同一の処理室内)に設置され得る。図示されてはいないが、ステーション102は装置104に一体化されていることもできる。
バルク研磨装置
研磨装置104は、1つ以上のキャリアヘッド140を含む(1つのみを図示する)。各キャリアヘッド140は、ウエハなどの基板10を研磨パッド110に接触して保持するように操作可能である。各キャリアヘッド140は、各基板それぞれに関連づけられた研磨パラメータ、例えば圧力を、個別に制御することができる。各キャリアヘッド140は、基板10を研磨パッド110上で且つ可撓膜144の下方である、適所に保持する保持リング142を含む。
各キャリアヘッド140はまた、オプションで、膜によって画定された、個別制御可能で加圧可能な複数のチャンバ(例えば3つのチャンバ146A〜146C)を含み、これらのチャンバは、可撓膜144上の(したがって基板10上の)関連するゾーンに、個別に制御可能な圧力を印加することができる。
各キャリアヘッド140は、例えばカルーセルまたはトラックといった支持構造体150から懸架されており、ドライブシャフト152によってキャリアヘッドの回転モータ154に接続されている。これによって、キャリアヘッドが軸155を中心にして回転することができる。各キャリアヘッド140はオプションで、カルーセル自体の回転振動によって、またはキャリアヘッド140をトラックに沿って支持する運び台の動きによって、例えばカルーセル150のスライダー上で横方向に振動することができる。
研磨装置104に含まれるプラテン120は、回転可能な円盤形のプラテンであり、その上に研磨パッド110が位置している。プラテンは、軸125を中心にして回転するように操作可能である。例えば、モータ121はドライブシャフト124を回して、プラテン120を回転させることができる。研磨パッド110は、外側研磨層112及びより軟性のバッキング層114を有する、2層研磨パッドであることができる。
研磨装置102は、スラリなどの研磨流体132を研磨パッド110上にパッドに対して分注するための、ポート130を含むことができる。研磨装置はまた、研磨パッド110を磨いて研磨パッド110を一貫した研磨状態に維持する、研磨パッドコンディショナーも含むことができる。
動作中、プラテンはその中心軸125を中心にして回転する。各キャリアヘッドはその中心軸155を中心にして回転し、研磨パッドの頂面を横切って横方向に平行移動する。
1つのキャリアヘッド140のみが示されているが、追加の基板を保持するためにより多くのキャリアヘッドを設けることができ、それによって研磨パッド110の表面積が効率的に使用され得る。従って、同時研磨処理のために基板を保持するように適合されるキャリアヘッドアセンブリの数は、少なくとも部分的に、研磨パッド110の表面積に基づき得る。
ある実施形態では、研磨装置は、インシトゥモニタシステム160を含む。インシトゥモニタシステムは、例えば分光モニタシステムといった、研磨中の基板から反射した光のスペクトルの測定に用いられ得る光学モニタシステムであることができる。研磨パッドを通る光アクセスは、開孔(すなわちパッドを貫通する孔)、またはソリッドな窓118を含むことによって設けられる。インシトゥモニタシステムは、代わりにまたは追加で、渦電流モニタシステムを含むことができる。
ある実施形態では、光学モニタシステム160は、2つの研磨装置の間、または研磨装置と移送ステーションとの間に位置するプローブ(図示せず)を有する、インシーケンス光学モニタシステム160である。モニタシステム160は、研磨中、基板のゾーンの1つ以上の特徴を、連続してまたは周期的にモニタすることができる。例えば、1つの特徴は、基板の各ゾーンの厚さである。
インシトゥまたはインシーケンス光学モニタシステム160のいずれかの実施形態では、光学モニタシステム160は、光源162、光検出器164、及び例えばコンピュータといった遠隔コントローラ190と光源162と光検出器164の間で信号を送受信するための、回路166を含むことができる。1つ以上の光ファイバー170を用いて、光源162からの光を研磨パッド内の光アクセスに伝送し、基板10から反射された光を検出器164に伝送することができる。
調節ステーション
調節ステーション102は、基板10を受容する表面108が設けられた、支持構造体106を含む。基板10はまた、例えば真空チャックまたはクランプによって、支持構造体106に固定されていてもよい。
精密制御研磨ヘッド300は、基板10の表面308の種々の箇所において厚さを選択的に調節するように、コントローラ302によって制御され得る。基板10の表面308は、研磨パッド306を研磨面304と接触させることができ、この2つの表面304、306の間に、スラリが供給され得る。研磨中、研磨パッド306の別々の領域に印加される圧力は、(1または複数の)圧力アプリケータ305によって制御される。このように、精密制御研磨ヘッド300は、局所的領域において基板10の厚さを調節するため、研磨パッド306の選択された箇所に対して圧力を印加することができる。例えば、基板上の領域は、約1〜10mm、例えば5mmの横方向サイズ(表面に平行)を有することができる。厚さ調節によって、これらの領域内の材料を、例えば2〜100nm、10〜100nm、または50〜100nmといったナノメータのオーダーの量で取り除くことができる。
コントローラ302は、あらかじめ定められた基板10の厚さプロファイルを保存し得、保存されたプロファイルに基づいて、基板の厚さの調節を制御し得る。例えば、基板10の保存されたプロファイルと実際の厚さプロファイルまたは予測された厚さプロファイルとを用いて、基板10の厚さが保存されたプロファイルに達するように調節することを、精密制御研磨ヘッド300に命じることができる。調節されるべき基板の実際の厚さプロファイルは、調節プロセスが開始される前に、ドライな計量またはウエットな測定を用いて得ることができる。ある実施形態では、コントローラ302は、例えば各タイプの基板に関して実施されるべき厚さ調節の量及びタイプに関する情報を含む、ルックアップテーブルの形態でデータを保存する。
調節ステーション102はまた、厚さ調節のインシトゥ測定またはインライン測定を提供する、モニタシステム304を含むこともできる。ある実施形態では、モニタシステム304は、バルク研磨装置104のモニタシステム160と同様である。例えば、モニタシステム304は、光学モニタシステムであることができる。モニタシステム304の光ファイバーは、研磨パッド306の開口部を通って突出することができ、2つのパッドのセクション間に位置し得るか、または研磨パッドと接していない基板の部分を走査するように位置し得る。光ファイバーは、基板上に光を投影し、基板から光の反射を受光することができる。
モニタシステムは、コントローラ302と通信して、調節プロセスにフィードバックを提供し、調節プロセスを制御することができる。基板10のバルク研磨処理の前または間に調節が実施される状況では、調節が正確である必要はなくてよい。厚さ調節は、基板10の厚さを変更するだけでなく、調節後に実施されるバルク研磨処理の研磨ダイナミクスをも変更する。バルク研磨処理は、均一なウエハ内研磨に至ることができる。
調節ステーション102は、追加で、研磨パッド306のコンディショニング用の研磨パッドコンディショニングシステム309を含むことができる。ある実施形態では、調節ステーション102は、同一の支持体メカニズム106上の、または異なる支持体メカニズム上の複数の基板を同時に調節するため、複数の精密制御研磨ヘッド300を含む。時として、ある基板が研磨されている間に、他の研磨パッドがコンディショニングされる。
基板の厚さプロファイルの調節
図2を参照すると、例示的な調節ステーション200は精密制御研磨ヘッド202を含み、その上には研磨パッド204が取り付けられている。ペデスタル210は、研磨パッド204によって研磨される基板212を保持する。基板212は、ウエハのロード/アンロードアセンブリ224を用いて、バルク研磨システムからロードされることができる。基板212は、他の製造ツールからロードされることができる。基板は、バルク研磨処理の実施の前、間、または後にロードされることができる。ペデスタル210は、矢印208で示す垂直方向に沿って、基板212を上下に移動することができる。例えば、ペデスタル210は、基板の上表面214を研磨するため、上表面214を研磨パッド204の研磨面216と接触させることができる。ペデスタル210はさらに、研磨の間、オプションで上向きの力を行使し、表面214と表面216との間の研磨インターフェースに対して裏側からの圧力を加えることができる。ペデスタルはさらに、スラリを内包し、表面214と表面216との間の研磨インターフェースに対してスラリを分注することができる。
調節ステーション200は、矢印208で示すように垂直方向上下に、ヘッド202と研磨パッド204を移動するためのモータ206を含むことができる。
調節ステーション200はまた、研磨の間、基板と研磨パッドとの間の相対運動を生成するためのモータを含むこともできる。例えば、調節ステーションは、ヘッド202及び研磨パッド204を回転または揺動させるためのモータを含むことができる。代わりにまたは追加で、相対運動を提供するためにモータはペデスタル210を回転または揺動させることができる。基板212に対する研磨パッドの回転または揺動によって、基板の表面214が研磨される。研磨中、精密制御研磨ヘッド202によって印加される下向きの力によって、表面214と表面216との間の研磨インターフェースに対する前面の圧力が生み出される。
精密制御研磨ヘッド202は、研磨パッド204を保持するように構成されている。研磨パッドは、基板の幅全体にわたるよう、十分に幅広であることができる。研磨ヘッド204の裏面218(即ち研磨面216の反対の面)は、接着剤によって精密制御研磨ヘッド202に固定されているか、1つ以上のクランプによってヘッド202上に保持されていることができる。ある実施形態では、研磨パッド204のリムだけが、精密制御研磨ヘッド202に固定されている。この場合、裏面218の(下記の制御パッドが接触している領域を除く)残りの部分は、研磨パッド204とヘッド202との間の内側チャンバ内で、例えば空気といった流体に曝されていることができる。ヘッド202内の内側チャンバは、大気に通気されていることができる。
精密制御研磨ヘッド202は、研磨パッド204の表面218上に局所的な力を行使するための、1つ以上の圧力アプリケータ220を含む。各圧力アプリケータは、アクチュエータ及び、研磨パッド204の表面218と接触して表面218に対して圧力を印加するように制御可能に機械的に駆動された、本体を含む。このように、研磨パッド204は圧力アプリケータ220と基板212との間に設置されている。アクチュエータはリニアアクチュエータであることができ、ヘッド202に取り付けられたときに、研磨パッド204の裏面218と垂直な方向に、本体を動かすように構成されることができる。
研磨パッド204の表面218と接触する圧力アプリケータ220の本体は、「圧力制御パッド」と称することができるが、圧力制御パッドは、軟らかいかまたは薄い物体でなくてよい。図2に示す例では、ヘッド202は2つの圧力制御パッド220A、220Bを含んでいるが、他の数の圧力制御パットが用いられ得る。例えば、2つのパッド221、220Bの代わりに、単一の環状の制御パッドであることができる。概して、研磨パッド204は基板212よりも軟らかく、圧力制御パッドによって印加される前面の圧力は、著しく分散することなく、研磨パッドを通り抜ける。結果として、基板表面214が受ける圧力は、圧力制御パッド220と表面218との間の接触区域のサイズにほぼ限定される。
圧力制御パッド220の接触区域または断面の、サイズと形状を選択することによって、研磨されるべき基板表面214上の区域のサイズと形状が微調整され得る。ある実施形態では、接触区域または圧力制御パッド220の断面のサイズは、表面214の平滑度の所望のレゾリューションに基づいて選択される。例えば、表面214の所望の平滑度が10mmまでである場合、10mm以上のサイズを有する任意の局所的な凸部または凹部は、精密に磨いて除去する必要がある。圧力制御パッド220は、局所的な凸部と同じ大きさのサイズを有するように選択され得る。このように、こうした凸部に局所的圧力を印加して凸部を平滑化することができる。
圧力制御パッド220の断面に関する好適な形状の例が、図5A及び5Bに示されている。具体的には、図5Aは、圧力制御パッド220と研磨パッド表面218との間の接触領域(図2参照)に対応する、円弧形を有する水平断面500を示す。断面500の円弧形は、異なる曲率を有し、2端508、510で接している、外周504及び内周506を有する。外周504及び内周506は、円筒または他の構造体の一部であることができる。円弧の最大幅部分において、外周504及び内周506は、例えば約1mm〜10mm、1mm〜5mm、または3mmである幅Wによって離間している。
図5Bは、同様に円弧形を有する、別の断面502を示す。断面502を有する圧力制御パッド220は、中空の円筒の一部として作られていることができる。円筒の外半径Rは、基板のサイズに基づいて選択されることができ、例えば約130mm〜約150mm、約140mm〜約150mm、または約145mmであることができる。円筒の幅Wは、例えば約1mm〜10mm、約1mm〜5mm、または約3mmであることができる。図5Bの円弧は、約10度〜約60度である円筒の中心からの角度Αに対応し得る。
種々の欠陥及び種々の基板に対して用いるため、図2の精密制御研磨ヘッド202に対して、種々のサイズと形状を有する複数の圧力制御パッドを用意することができる。使用前に、適切な形状とサイズを有する(例えば取り除くことが意図される欠陥のうちの最小のサイズに相当する)1つ以上の圧力制御パッドを選択し、精密研磨制御ヘッド202で用いるためにマウントすることができる。
圧力制御パッドは、基板の局所的研磨にとって望ましい局所的圧力を有する箇所に移動されることができる。ある実施形態では、圧力制御パッドは、精密制御研磨ヘッド202内における横位置が固定されており、したがって圧力制御パッドを所望の領域に配置するためには、精密制御研磨ヘッドを移動する必要がある。ある実施形態では、圧力制御パッドは、例えばヘッド202内のリニアアクチュエータによって、精密制御研磨ヘッド202内で移動可能である。例えば、各圧力制御パッドは、他の圧力制御パッドから独立して移動することができる。
ある実施形態では、2つの圧力制御パッドは一対を形成し、連係して配置されている。例えば、2つの圧力制御パッド220A、220Bは、基板212の直径に沿って、または研磨パッド204の直径に沿って配設されることができ、直径に沿って互いに対して近づいたり遠ざかったりすることができる。ある実施形態では、制御パッド220A、220Bは、直径に沿って移動する間、基板212または研磨パッド204の中心点から等距離のままであることができる。ある実施形態では、精密制御研磨ヘッド202は回転し、一対のパッドは回転軸から等距離にある。
研磨工程の間、圧力制御パッドは、精密制御研磨ヘッド202に対して静止して保持されることができるが、精密制御研磨ヘッド202と共に移動することもできる。
一対の連係する圧力制御パッドの例312、314を、図3に示す。この例では、各対の圧力制御パッド312、314は、基板212の直径に沿って、基板の中心Cをまたいで反対側に位置している。圧力制御パッド312、314は、例えばステップモータ、リニアアクチュエータ、または空気圧シリンダといった、同一の移動機構に接続され得、矢印316で示す方向に沿って、同時に、中心Cに対して同じ量だけ移動し得る。ある実施形態では、一対の圧力制御パッドは、矢印318、310で示すように、基板212の種々の直径に対応する種々の箇所に、連携して移動され得る。直径が種々である場合にも、圧力制御パッド312、314は、種々の直径に沿って移動され得る。
上記のように、精密制御研磨ヘッド202及び研磨パッド204は、研磨中、基板212に対して回転し得る。この結果、圧力制御パッド220もまた、基板212に対して回転する。研磨パッド220によって印加された局所的圧力による局所的研磨は、径方向の円周全体に沿って行われ得る。ある実施形態では、研磨ヘッド202及び研磨パッド204を回転する代わりに、モータ206が研磨パッドを振動させて、圧力制御パッド220に対応する箇所の基板表面214から材料を取り除く。その後、圧力制御パッド220は、異なる箇所から材料を取り除くため、その異なる箇所へと移動され得る。圧力制御パッドの箇所は、基板の所望の厚さプロファイルと実際の厚さプロファイルとに基づいて、あらかじめ決められていることができる。
ある実施形態では、図2の精密制御研磨ヘッド202は、種々の直径に沿って配設され、種々の距離で離間された、複数の対の圧力制御パッドを含み得る。例えば、図4は、基板212の1つの直径に沿って配設された402、404と、基板212の別の直径に沿って配設された406、408の、二対の圧力制御パッドを示す。圧力制御パッドの各対は、図3の圧力制御パッド302、304と同様の特徴を有することができる。パッド406と408は、パッド402と404よりも互いに近接している。研磨パッド204が基板212に対して回転するとき、二対の圧力制御パッドによって、中心Cに対して異なる半径を有する、2つの円形の領域が研磨される。研磨パッド204が振動するとき、この二対の圧力制御パッドは、基板表面214上の4つの異なる箇所を、同時に且つ効率的に研磨する。
ある実施形態によると、図2の精密制御研磨ヘッド202は、複数の独立した圧力制御パッドを含む。独立した各圧力制御パッドは、基板212に対する(例えば基板212の中心Cに対する)位置と、研磨パッド表面218に印加される圧力と、圧力が印加される時間の長さとに関して、独立して制御されることができる。
ある状況では、(1または複数の)圧力制御パッドまたは(1または複数の)対の圧力制御パッドは、研磨中、研磨パッド204に対して静止している代わりに、例えば経路に沿ってスイープするように、研磨パッドに対して移動することができる。
ある実施形態では、所望の厚さ及び平滑度プロファイルを達成するのに必要な局所的研磨の量に応じて、基板の種々の箇所において、独立した圧力制御パッドまたは独立した対の圧力制御パッドによって、種々の量の圧力が印加され及び/または種々の長さの研磨時間が適用される。例えば、基板のバルク研磨によって、時として基板がいわゆる非対称問題を有するということが生じる。非対称問題がある場合には、バルク研磨された基板の端部付近において、基板の中心領域におけるよりも厚さの変動が大きい。基板表面214内の均一な厚さを達成するために、厚さの調節は、基板の中心領域と端部領域とで、異なるやり方で実施されることができる。
図3及び4に示すものとは異なるある実施形態では、研磨パッド204のサイズは、局所的研磨を必要としている区域のサイズと同様であり、基盤212のサイズよりは小さいものが選択されている。例えば、研磨パッド204は、約120mm〜約150mmの直径を有することができる。ヘッド202のような精密研磨制御ヘッドは、種々のサイズを有する複数の研磨パッドを有することができる。使用の際には、適切な研磨パッドが選択され、基板表面214上の1つの箇所から別の箇所へと移動され、これらの箇所で材料を局所的に取り除くことができる。研磨パッド212のサイズが小さいことにより、圧力制御パッドによって印加された前面圧力の起こり得る分散を、さらに低減することができる。研磨は、他の領域に影響することなく、選択された領域内に適用されることができる。
図6及び図6Aを参照すると、上記の圧力制御パッド220に代えてまたは加えて、圧力アプリケータは、局所的前面圧力を研磨パッド表面218に印加するために用いられる可撓リング600を含むことができる。可撓リング600は、固定の上部半径604を有する上部外側リング602と、上部外側リング602に接続された可撓本体606とを有する。可撓本体606及び上部外側リング602は、一体的に形成されていることができる。可撓本体は、上部外側リング602から可撓本体606の底部に延伸するスロット608を含む。それによって、可撓本体606が上部外側リング602と接続している可撓本体の頂部620が、半径604と同一である固定の半径を有し、底部622のスロット608のサイズを増大または減少することによって、可撓本体606の底部622が収縮または拡張することができる。
可撓リング600は、移動機構614及びこの移動機構に接続されたリング612を含む、中心ハブ610もまた含む。中心ハブ610は、リング612から延伸するリブ(複数)616によって、可撓本体606の底部622に接続されている。モータ、リニアアクチュエータ、またはエアシリンダであることができる移動機構614は、上部外側リングの表面に対して垂直であり、本体606の長軸に対して平行である方向618に沿って、上下に移動することができる。リブ616は可撓であることができ、それによって、中心ハブ610が上部外側リング602に向かって上方に移動するのにつれて、リブ616が本体606を内向きに引く。それによって、例えば位置Aにおける、底部622の直径は縮小する。中心ハブ610が上部外側リング602から離れて下方に移動するのにつれて、リブ616は本体606を外向きに押す。それによって、例えば位置Bにおける、底部622の直径は増大する。
この結果、可撓リング600は図2の圧力制御パッド220に代替することができ、可撓リング600の底部622は、研磨パッドの表面218に接触して基板212の所望の径方向の箇所に局所的圧力を作り出すことができる。最も内径側の箇所では、局所的圧力は、対応する円に沿って均一に分布することができる。底部622の径方向の範囲は、基板212の必要に基づいて選択することができる。例えば、径方向の範囲は、約140mm〜約150mmであることができる。所望の径方向の範囲を作り出すため、リブ616の寸法及び材料、上部外側リング及び本体606の寸法及び材料、モータの移動範囲、並びに/またはスロットのサイズを含む、1つ以上の要因が検討され得る。例えば、上部外側リング602、本体606、及びリブ616の適切な材料は、良好な曲げ疲労を有する可塑性の材料を含む。リブの材料の例は、ナイロン、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、及びポリエチレンテレフタラート(PET)を含む。底部622は、例えば約1mm〜約10mm、約1mm〜約5mm、または約3mmといった、圧力制御パッド220の幅と同様の幅を有することができる。
ある実施形態では、本体606の底部622は追加で、研磨パッド表面218と直接接触する別個の特徴630を含む。特徴630は、所望の形状とサイズ、例えば圧力制御パッド220と同様の形状とサイズを有することができる。ある実施形態では、底部622の種々の箇所における種々の特徴は、同一のまたは異なる形状及び/サイズを有することができる。特徴は、本体606に恒常的に取り付けられているか、もしくは本体606と一体的に形成されていてよく、または取り外し可能であってよい。それによって、ユーザが基板212上で圧力を印加する箇所を選択し得る。
ある実施形態では、図2の調節ステーション200は、1つよりも多い可撓リング600を含むことができる。各可撓リングは、選択された径方向の範囲に局所的圧力を印加するように構成されることができ、異なる可撓リングは異なる径方向の範囲に対応することができる。調節ステーション200は、(1または複数の)可撓リング600と圧力制御パッド220(複数)との組合せもまた含むことができる。
図7を参照すると、化学機械的にバルク研磨されるべき、あるいはされている、あるいはされた、基板の厚さプロファイルを調節するために用いられる例示的なプロセス700が示されている。最初に、基板がバルク研磨される前、されている間、またはされた後、調節される必要がある基板の厚さプロファイルが決定されるときに、基板は調節ステーションに移送される(702)。基板が研磨されている間またはされた後、基板はバルク研磨装置の研磨ヘッドから移送されることができる。基板が研磨される前、基板は、研磨されるべき基板の処理が行われた別の処理ステーションから移送されることができる。次いで、基板の厚さプロファイルは化学機械的に調節される(704)。具体的には、調節は、基板の表面の1つ以上の局所的領域に対して実施されることができる。例えば取り除かれるべき材料の量、取り除かれる位置などの調節プロファイルは、種々のタイプの基板及び研磨システム用に保存されたデータの中から調べることができるか、またはインシトゥ(その場)で決定することができる。所望の厚さプロファイルに到達したかどうかを判定するため、調節をインシトゥまたはオフラインでモニタすることができる。時として、例えば調節された基板をこれから研磨するまたはさらに研磨する場合、調節は正確(例えばナノメータ以下)である必要はなく、10ナノメータ以下またはそれより大きい程度まで正確でありさえすればよい。最後に、基板は化学機械研磨処理を継続する(706)ため移送される。基板が完全に研磨された後に調節が実施される状況では、これで処理全体が終了する。
研磨パッドコンディショニングシステム
再び図2を参照すると、調節ステーション200は、追加で研磨パッドコンディショニングシステム240を含むことができる。研磨パッドコンディショニングシステム240は、研磨パッド表面216を研磨して、研磨パッド204を一貫した研磨状態に維持し、パッド表面216から夾雑物を取り除くことができる。コンディショニングシステム240は、パッドの表面216を直す(1または複数の)コンディショニングヘッド242と、コンディショニングに役立つため、研磨パッド表面216に水及び/または化学薬品を送達するリンスアセンブリ244とを含む。例えば、水及び/または化学薬品は、パッド表面216をすすぎ、パッド表面216から夾雑物を洗い去ることができる。コンディショニングシステム240は、調節ステーション200から分離されていることができ、研磨パッド204は、基板調節処理の合間にシステム240に移動してコンディショニングされることができる。
図2に示す例では、コンディショニングシステム240は、調節ステーション200内に一体化されている。(1または複数の)コンディショニングヘッド242及びリンスアセンブリ244は、調節処理が基板212に適用される前または適用されている間、ペデスタル210の開放チャンバ内に格納されていることができる。基板212が厚さ調節を完了した後、(1または複数の)コンディショニングヘッド242及びリンスアセンブリ244は、上げられて、研磨パッド表面216に対して露出させられるか、研磨パッド表面と接触させられることができる。代わりに、(1または複数の)コンディショニングヘッド242は、研磨パッド204及び基板212よりも大きい半径で、208の方向と垂直な方向に、横方向に設置されることができる。調節処理の間、(1または複数の)コンディショニングヘッド242は、基板212または研磨パッド204とは接触しない。調節処理が完了した後、(1または複数の)コンディショニングヘッド242は、研磨表面216の下になって研磨表面216をコンディショニングするため、横方向に移動することができる。
時として、研磨パッド表面216が調節プロセス中に選択された箇所のみでしか用いられないため、(1または複数の)コンディショニングヘッド242は、研磨パッド表面216のこれらの選択された箇所へ、横方向に調整されることができる。次いで、パッド表面216全体の代わりに、これらの選択された箇所でコンディショニングが実施され得る。上記のように、研磨パッド表面216は、厚さ調節が必要な基板の局所的区域をカバーするには小さいサイズを有していてよい。こうした状況では、研磨パッドの表面216全体がコンディショニングされ得る。例えばシステム240の(1または複数の)コンディショナーヘッド242といった、コンディショニングシステムで用いられるコンディショナーヘッドの記載は、米国特許第6,036,583号で見ることができる。その内容全体は、ここに参照によって援用される。
ある実施形態では、システムは複数のステーションを含む。図2に示す例では、システム200は、調節ステーション200A及びコンディショニングステーション200Bを含む。調節ステーション200Aは、基板支持体210を含む。コンディショニングステーション200Bは、コンディショニングシステム240を含む。研磨キャリア202は、調節ステーション200Aとコンディショニングステーション200Bの間でキャリア202を搬送するように構成された、例えば回転可能なカルーセルといった可動支持体から懸架されていることができる。システムのこれらのステーションは、カルーセルの回転軸の周りに、均等な角度間隔で配置されていることができる。
ある実施形態では、調節ステーション200は、図2を参照して上記された調節ステーションと同一の特徴を有する、複数の調節ステーションを含む。
カルーセル260は、高スループットで研磨パッドを生み出すために、ステーション200Aと200Bによって実施される処理を連係させることができる。例えば、サブ調節ステーション200Aが基板212の厚さプロファイルを調節しているとき、サブ調節ステーション200Bは、研磨パッド204をコンディショニングする。
本明細書で使用される基板という用語は、例えば、製品基板(例えば、複数のメモリまたはプロセッサダイを含む)、テスト基板、ベア基板、及びゲーティング基板を含み得る。基板は、集積回路の製造の様々な段階のものであってよく、例えば、基板はベアウエハであってよく、または基板は1つ以上の堆積層及び/またはパターン層を含むことができる。基板という用語は、円板及び矩形薄板を含むことができる。
上記の研磨装置及び方法は、種々の研磨システムに対して適用することができる。研磨パッドもしくはキャリアヘッドのいずれか、またはこれらの両方が移動して、研磨面と基板との間の相対運動を起こすことができる。例えば、プラテンは、回転ではなく、周回することができる。研磨パッドは、プラテンに固定された円形(または何か他の形状)のパッドであることができる。終点検出システムのいくつかの態様は、例えば、研磨パッドが、直線的に移動する連続ベルトまたはオープンリールベルトであるような、直線的研磨システムに適用可能であり得る。研磨層は、標準の(例えば、充填材を伴うもしくは伴わないポリウレタン)研磨材料、軟性材料、または固定砥粒材料であってよい。相対配置に関する用語が使用されているが、研磨面及び基板は、垂直の配向に、または他の何らかの配向に保持され得ることは理解されるべきである。
上記の説明では、化学機械研磨システムの制御に焦点が当てられているが、調節ステーションは、他の種類の基板処理システム、例えばエッチングまたは堆積システムに適用可能であり得る。
本明細書に記載された様々なシステム及びプロセス、またはこれらの一部の制御を、1つ以上の非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、1つ以上の処理デバイスにおいて実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品において実行することができる。本明細書に記載されるシステム、またはそれらの一部は、本明細書に記載された動作を実施する実行可能な命令を記憶させる1つ以上の処理デバイス及びメモリを含むことができる装置、方法、または電気システムとして実行することができる。
本明細書は特定の実行形態の詳細を多数包含しているが、これらは本発明のいかなる範囲、または特許請求の範囲においても限定するものとして解釈すべきでなく、特定の発明の特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解釈すべきである。別々の実施形態に関連して本明細書に記載された特定の特徴を、単一の実施形態において組み合わせて実行することも可能である。反対に、単一の実施形態に関連して記載される様々な特徴を、複数の実施形態に別々に、または任意の適切なサブコンビネーションにおいて実行することもできる。さらに、特徴は特定の組み合わせにおいて作用するものとして上記されたかもしれず、そのように特許請求されさえしているかもしれないが、特許請求された組み合わせの中の1または複数の特徴が、ある場合にはその組み合わせから除外され得るし、特許請求された組み合わせが、組み合わせの一部または組み合わせの一部の変形に向けられてもよい。
同様に、図面には操作が特定の順番で示されているが、所望の結果を得るために、上記操作を示された特定の順番に、もしくは起こる順番に実行する必要がある、または記載された操作をすべて実行する必要があると、理解されるべきではない。特定の状況においては、マルチタスク及び並行処理が有利であり得る。さらに、上記の実施形態で様々なシステムモジュール及びコンポーネントが分離されていることで、すべての実施形態でこうした分離が必要であると理解されるべきではない。また、記載のプログラムコンポーネント及びシステムが、一般に単一のソフトウェア製品に統合できる、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化し得ることは、理解されるべきである。
本発明の特定の実施形態を説明してきた。他の実施形態は、下記の特許請求の範囲内に収まる。例えば、特許請求の範囲に列挙される作用を異なる順番で実行しても、所望の結果を得ることができる。一例として、添付の図面に図示されるプロセスは必ずしも、所望の結果を得るために図示した特定の順番、または生じた順番であることを必要としない。ある場合には、マルチタスク及び並行処理は有利であり得る。

Claims (20)

  1. 研磨されるべき基板表面を有する基板を保持する支持体と、
    前記基板表面と接触するようにして研磨パッドの研磨面を保持するキャリアと、
    前記研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータであって、前記裏面は前記研磨面の反対側であり、前記圧力アプリケータは、アクチュエータ及び、前記研磨パッドの前記裏面の前記選択された領域に対して接離すべく前記アクチュエータによって動作されるように構成された本体を含む、圧力アプリケータと
    を備える、研磨システム。
  2. 前記キャリアは、前記基板よりも大きい幅を有する前記研磨パッドを保持し、それによって、研磨の間、研磨パッドが前記基板のほぼ全体に接触するように構成されている、請求項1に記載の研磨システム。
  3. 前記キャリアは、前記研磨パッドのリムでのみ前記研磨パッドに固定されるように構成され、前記リム内の前記研磨パッドの前記裏面の残りの部分は、チャンバ内の流体に対して開放されている、請求項2に記載の研磨システム。
  4. 前記圧力アプリケータは、前記研磨パッドに対して横方向に移動可能な圧力制御パッドを備える、請求項1に記載の研磨システム。
  5. 前記圧力アプリケータは、複数の圧力制御パッドを備え、各圧力制御パッドは他の圧力制御パッドから独立して横方向に移動可能である、請求項4に記載の研磨システム。
  6. 前記圧力アプリケータは、前記基板が前記基板支持体によって保持されているときに、前記基板表面の中心に対して連係して移動可能な1対の圧力制御パッドを備える、請求項4に記載の研磨システム。
  7. 前記圧力アプリケータは、頂部構造及び底部構造を有する可撓リングを備え、前記頂部構造は固定の直径を有し、前記底部構造は前記研磨パッドの前記裏面に接触する断面を有し、調整可能な直径を有する、請求項1に記載の研磨システム。
  8. 前記可撓リングは、リブ及び移動機構をさらに備え、各リブは前記移動機構に接続された一端と、本体の隣り合うスロット間の箇所において前記本体の前記底部に接続された他端を有し、前記底部において前記本体の前記直径を調整するため、前記移動機構は前記本体の長軸に沿って移動するように構成されている、請求項7に記載の研磨システム。
  9. 研磨品を支持する回転可能なプラテン及び、
    基板表面を前記研磨品の研磨面に接触させて前記基板を保持し、1つ以上の制御可能なゾーンを有するキャリアヘッド
    を備えるバルク研磨ステーションと、
    研磨されるべき基板表面を有する前記基板を保持する支持体、
    前記基板表面と接触するようにして研磨パッドの研磨面を保持するキャリア、及び
    前記研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータであって、前記裏面は前記研磨面の反対側であり、前記圧力アプリケータはアクチュエータ及び、前記研磨パッドの前記裏面の前記選択された領域に対して接離すべく前記アクチュエータによって動作されるように構成されている本体を含む、圧力アプリケータ
    を備える調節ステーションと、
    前記バルク研磨ステーションと前記調節ステーションとの間で前記基板を移送するように構成されている移送機構と
    を備える研磨ツール。
  10. 基板の表面を研磨パッドの研磨面との接触に至らしめることであって、前記基板の前記表面は1つ以上の研磨不足領域を備え、前記研磨パッドは前記基板の前記表面にわたって広がる、至らしめることと、
    前記研磨面の裏面の残り部分にはほぼ圧力を印加することなしに、前記研磨パッドの前記裏面の1つ以上の選択された領域に圧力を印加することであって、前記裏面は前記研磨面の反対側であり、前記裏面の前記1つ以上の選択された領域は前記1つ以上の研磨不足領域に対応する、印加することと、
    前記1つ以上の研磨不足領域の研磨を生じさせるため、前記基板と研磨パッドとの間の相対運動を生成することと、
    を含む、研磨方法。
  11. 圧力を印加することは、アクチュエータで本体を移動させて前記研磨パッドの前記裏面の前記選択された領域と接触させることを含む、請求項10に記載の方法。
  12. 圧力を印加することは、前記研磨パッドの前記裏面を圧力制御パッドの表面と接触させることを含み、前記表面は、前記基板の前記表面の前記1つ以上の研磨不足領域に対応するサイズ及び形状を有する、請求項10に記載の方法。
  13. 研磨されるべき基板表面を有する基板を保持する支持体と、
    前記基板表面と接触するようにして研磨パッドの研磨面を保持するキャリアと、
    前記研磨パッドの裏面の選択された領域に圧力を印加する圧力アプリケータであって、前記裏面は前記研磨面の反対側であり、前記圧力アプリケータは、アクチュエータ及び、前記研磨パッドの前記裏面に接触し、前記アクチュエータによって前記研磨パッドに対して横方向に移動されるように構成された本体を含む、圧力アプリケータと
    を備える、研磨システム。
  14. 研磨されるべき基板表面を有する基板を保持する支持体と、
    研磨パッドをコンディショニングするコンディショニングシステムであって、1つ以上のコンディショニングヘッドを備えるコンディショニングシステムと、
    可動支持構造体と、
    研磨パッドを保持するキャリアであって、前記キャリアは可動支持構造体から懸架され、前記支持構造体は、前記基板を保持する前記支持体と前記コンディショニングシステムとの間で前記キャリアを前記研磨パッドと共に移動させるように構成されている、キャリアと
    を備える、研磨システム。
  15. カルーセルの回転軸の周りに、均等な角度間隔で配置された複数のステーションであって、前記ステーションの少なくとも1つは前記基板を保持する前記支持体を含み、前記ステーションの別の少なくとも1つは前記コンディショニングシステムを含む、複数のステーションを備える、請求項14に記載の研磨システム。
  16. 前記1つ以上のコンディショニングヘッドは、前記研磨パッドの研磨面で前記基板を研磨する間、圧力が印加された前記研磨パッドの裏面の1つ以上の選択された領域に対応する、1つ以上の箇所で前記研磨面と接触するように構成されている、請求項14に記載の研磨システム。
  17. 前記キャリアは前記基板よりも大きい幅を有する前記研磨パッドを保持し、それによって、研磨の間、研磨パッドが前記基板のほぼ全体に接触するように構成されているか、または、前記キャリアは前記基板よりも小さい幅を有する前記研磨パッドを保持し、それによって、研磨の間、研磨パッドが前記基板の全体未満に接触するように構成されている、請求項14に記載の研磨システム。
  18. 前記複数のコンディショニングヘッドは、前記支持体を取り囲んで、且つ前記支持体の径方向外側に位置している、請求項14に記載の研磨システム。
  19. 研磨されるべき基板表面を有する基板を保持する支持体と、
    研磨パッドを保持するキャリアであって、前記キャリアは可動支持構造体から懸架され、前記支持構造体は、前記基板を保持する前記支持体とコンディショニングシステムとの間で前記キャリアを前記研磨パッドと共に移動させるように構成されている、キャリアと、
    前記研磨パッドをコンディショニングするコンディショニングシステムであって、前記支持体のチャンバ内に格納され前記基板が前記支持体に保持されていないときに前記研磨パッドと接触するため前記支持体から上げられるように構成されている、コンディショニングヘッドを備えるコンディショニングシステムと
    を備える、研磨システム。
  20. 研磨されるべき基板表面を有する基板を保持する支持体と、
    研磨パッドを保持するキャリアであって、前記キャリアは可動支持構造体から懸架され、前記支持構造体は、前記基板を保持する前記支持体と前記コンディショニングシステムとの間で前記キャリアを前記研磨パッドと共に移動させるように構成されている、キャリアと、
    前記研磨パッドに洗浄流体を供給するパッドリンスシステムであって、前記支持体のチャンバ内に格納され前記基板が前記支持体に保持されていないときに前記研磨パッドと接触するため前記支持体から上げられるように構成されている、コンディショニングヘッドを備えるパッドリンスシステムと
    を備える、研磨システム。
JP2017502835A 2014-07-18 2015-07-10 基板の厚さプロファイルの調節 Active JP6778176B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462026269P 2014-07-18 2014-07-18
US62/026,269 2014-07-18
US14/334,948 2014-07-18
US14/334,948 US9662762B2 (en) 2014-07-18 2014-07-18 Modifying substrate thickness profiles
PCT/US2015/040064 WO2016010865A1 (en) 2014-07-18 2015-07-10 Modifying substrate thickness profiles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017527107A true JP2017527107A (ja) 2017-09-14
JP2017527107A5 JP2017527107A5 (ja) 2018-08-23
JP6778176B2 JP6778176B2 (ja) 2020-10-28

Family

ID=55078939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017502835A Active JP6778176B2 (ja) 2014-07-18 2015-07-10 基板の厚さプロファイルの調節

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6778176B2 (ja)
KR (1) KR102376928B1 (ja)
CN (1) CN106463384B (ja)
TW (1) TWI691379B (ja)
WO (1) WO2016010865A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022545538A (ja) * 2019-08-27 2022-10-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 方向付けられたウエハローディングによる非対称性補正

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017165068A1 (en) * 2016-03-25 2017-09-28 Applied Materials, Inc. Local area polishing system and polishing pad assemblies for a polishing system
WO2018071302A1 (en) * 2016-10-10 2018-04-19 Applied Materials, Inc. Real time profile control for chemical mechanical polishing
SG11201902651QA (en) * 2016-10-18 2019-05-30 Ebara Corp Substrate processing control system, substrate processing control method, and program
KR102629679B1 (ko) * 2018-11-09 2024-01-29 주식회사 케이씨텍 연마 장치용 캐리어 헤드 및 이에 사용되는 멤브레인
TWI771668B (zh) 2019-04-18 2022-07-21 美商應用材料股份有限公司 Cmp期間基於溫度的原位邊緣不對稱校正
TWI826280B (zh) 2019-11-22 2023-12-11 美商應用材料股份有限公司 在拋光墊中使用溝槽的晶圓邊緣不對稱校正
CN111975469A (zh) * 2020-08-28 2020-11-24 上海华力微电子有限公司 化学机械研磨的方法及研磨系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06333891A (ja) * 1993-05-24 1994-12-02 Sony Corp 基板研磨装置および基板保持台
JP2002246346A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Hiroshima Nippon Denki Kk 化学機械研磨装置
JP2014501455A (ja) * 2011-01-03 2014-01-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 圧力制御された研磨プラテン

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5938504A (en) * 1993-11-16 1999-08-17 Applied Materials, Inc. Substrate polishing apparatus
US5558563A (en) * 1995-02-23 1996-09-24 International Business Machines Corporation Method and apparatus for uniform polishing of a substrate
US6267659B1 (en) * 2000-05-04 2001-07-31 International Business Machines Corporation Stacked polish pad
US20020164926A1 (en) * 2001-05-07 2002-11-07 Simon Mark G. Retainer ring and method for polishing a workpiece
US6863771B2 (en) * 2001-07-25 2005-03-08 Micron Technology, Inc. Differential pressure application apparatus for use in polishing layers of semiconductor device structures and methods
US6764387B1 (en) * 2003-03-07 2004-07-20 Applied Materials Inc. Control of a multi-chamber carrier head
US6913518B2 (en) * 2003-05-06 2005-07-05 Applied Materials, Inc. Profile control platen
TWI275451B (en) * 2005-01-11 2007-03-11 Asia Ic Mic Process Inc Measurement of thickness profile and elastic modulus profile of polishing pad
US7198548B1 (en) * 2005-09-30 2007-04-03 Applied Materials, Inc. Polishing apparatus and method with direct load platen
US8858300B2 (en) * 2010-02-09 2014-10-14 International Business Machines Corporation Applying different pressures through sub-pad to fixed abrasive CMP pad
JP6282437B2 (ja) * 2012-10-18 2018-02-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated 研磨パッドコンディショナ用ダンパ
US20140141694A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-22 Applied Materials, Inc. In-Sequence Spectrographic Sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06333891A (ja) * 1993-05-24 1994-12-02 Sony Corp 基板研磨装置および基板保持台
JP2002246346A (ja) * 2001-02-14 2002-08-30 Hiroshima Nippon Denki Kk 化学機械研磨装置
JP2014501455A (ja) * 2011-01-03 2014-01-20 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 圧力制御された研磨プラテン

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022545538A (ja) * 2019-08-27 2022-10-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 方向付けられたウエハローディングによる非対称性補正
JP7389232B2 (ja) 2019-08-27 2023-11-29 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 方向付けられたウエハローディングによる非対称性補正
US11869815B2 (en) 2019-08-27 2024-01-09 Applied Materials, Inc. Asymmetry correction via oriented wafer loading

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170034404A (ko) 2017-03-28
CN106463384A (zh) 2017-02-22
CN106463384B (zh) 2020-03-17
JP6778176B2 (ja) 2020-10-28
TW201611946A (en) 2016-04-01
WO2016010865A1 (en) 2016-01-21
KR102376928B1 (ko) 2022-03-18
TWI691379B (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6778176B2 (ja) 基板の厚さプロファイルの調節
US9662762B2 (en) Modifying substrate thickness profiles
US6340326B1 (en) System and method for controlled polishing and planarization of semiconductor wafers
KR102242320B1 (ko) 연성 폴리싱 패드 및 폴리싱 모듈
US20120021671A1 (en) Real-time monitoring of retaining ring thickness and lifetime
US20240100646A1 (en) Polishing system with platen for substrate edge control
US11869815B2 (en) Asymmetry correction via oriented wafer loading
US20150111478A1 (en) Polishing system with local area rate control
US10464184B2 (en) Modifying substrate thickness profiles
KR20220116316A (ko) 압전 압력 제어를 갖는 연마 캐리어 헤드
US9987724B2 (en) Polishing system with pad carrier and conditioning station
US20220324081A1 (en) Chemical mechanical polishing correction tool
TWI839430B (zh) 用於基板邊緣控制之具有平台的拋光系統
US20220359219A1 (en) Chemical Mechanical Polishing With Die-Based Modification
US20230415295A1 (en) Control of platen shape in chemical mechanical polishing
KR20170005983A (ko) 화학 기계적 연마 장치
JP2024509181A (ja) 位置特異的ウエハ研磨用のローラ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180709

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180709

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191024

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200702

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20200702

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20200710

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20200714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200915

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201009

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6778176

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250