JPH1058314A - 化学機械研磨装置及び方法 - Google Patents
化学機械研磨装置及び方法Info
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- JPH1058314A JPH1058314A JP18492297A JP18492297A JPH1058314A JP H1058314 A JPH1058314 A JP H1058314A JP 18492297 A JP18492297 A JP 18492297A JP 18492297 A JP18492297 A JP 18492297A JP H1058314 A JPH1058314 A JP H1058314A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨される工作物を重大に損傷せずに、ＣＭ
Ｐ装置のスラリーおよびすすぎ水の消費量を低減し、か
つその製造コストを削減できるようにする。 【解決手段】 リサイクルされたスラリーは使用中のス
ラリーと間断なく混合されて安定した研磨速度を達成す
る。研磨パッド１１を横切って流れ続けるスラリーの一
部は消費または廃棄される。スラリーはキャッチリング
２３中に回収されてリサイクルループへ送られ、回収さ
れたスラリーと新しいスラリー、再生用化学物質、また
は水とが混合され、混合物はテストおよびろ過されたの
ち、研磨パッド１１へ戻される。パッド１１へ戻される
容量は回収された容量をわずかに上回るため、キャッチ
リング２３を溢れさせる。すすぎ水も同様にリサイクル
され、研磨パッド１１を研磨サイクル間に濡れた状態に
保つ。
Ｐ装置のスラリーおよびすすぎ水の消費量を低減し、か
つその製造コストを削減できるようにする。 【解決手段】 リサイクルされたスラリーは使用中のス
ラリーと間断なく混合されて安定した研磨速度を達成す
る。研磨パッド１１を横切って流れ続けるスラリーの一
部は消費または廃棄される。スラリーはキャッチリング
２３中に回収されてリサイクルループへ送られ、回収さ
れたスラリーと新しいスラリー、再生用化学物質、また
は水とが混合され、混合物はテストおよびろ過されたの
ち、研磨パッド１１へ戻される。パッド１１へ戻される
容量は回収された容量をわずかに上回るため、キャッチ
リング２３を溢れさせる。すすぎ水も同様にリサイクル
され、研磨パッド１１を研磨サイクル間に濡れた状態に
保つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学機械研磨（Ｃ
ＭＰ）システムに関し、より特定的には、スラリーの再
循環および再生を行う方法およびその装置に関する。
ＭＰ）システムに関し、より特定的には、スラリーの再
循環および再生を行う方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＭＰ装置は、半導体ウェハの前面もし
くはデバイス側面の研磨、またはいわゆる平坦化に主と
して利用される。研磨工程は、集積回路作製行程におい
て１度以上にわたって行われるもので、これによりいく
つかの利点が得られる。一例としては、段差が減じられ
るため段差被覆率（ステップカバレージ）が向上する。
また、表面がより平らになると、画像をホトレジスト上
に投影する方法であるリソグラフィの精度が向上する。
ホトレジスト層が平坦でなければ、画像の一部は焦点が
合わなくなるおそれがある。このように、ウェハの研磨
によって、ホトレジストのパターニング精度を高め、作
製されるデバイスの品質を向上することができる。
くはデバイス側面の研磨、またはいわゆる平坦化に主と
して利用される。研磨工程は、集積回路作製行程におい
て１度以上にわたって行われるもので、これによりいく
つかの利点が得られる。一例としては、段差が減じられ
るため段差被覆率（ステップカバレージ）が向上する。
また、表面がより平らになると、画像をホトレジスト上
に投影する方法であるリソグラフィの精度が向上する。
ホトレジスト層が平坦でなければ、画像の一部は焦点が
合わなくなるおそれがある。このように、ウェハの研磨
によって、ホトレジストのパターニング精度を高め、作
製されるデバイスの品質を向上することができる。
【０００３】一般的なＣＭＰ装置では、半導体ウェハは
回転する研磨パッドに抗して回転させられ、この時、研
磨用の化学反応性溶液、つまりスラリーが回転パッドに
供給される。研磨パッドは通常２層からなり、金属プラ
テン上にパッド外層として弾性の弱い層をかぶせる。こ
れら層群は、通常はポリウレタンから作製され、層の寸
法安定性を制御するためにフィラーを含むこともある。
研磨パッドおよび研磨ヘッドに使用されるプラテンは、
光学的に平坦で平行な表面をもつように入念に加工され
る。
回転する研磨パッドに抗して回転させられ、この時、研
磨用の化学反応性溶液、つまりスラリーが回転パッドに
供給される。研磨パッドは通常２層からなり、金属プラ
テン上にパッド外層として弾性の弱い層をかぶせる。こ
れら層群は、通常はポリウレタンから作製され、層の寸
法安定性を制御するためにフィラーを含むこともある。
研磨パッドおよび研磨ヘッドに使用されるプラテンは、
光学的に平坦で平行な表面をもつように入念に加工され
る。
【０００４】通常、研磨パッドは、研磨対象ウェハの２
倍または３倍の直径をもち、ウェハはパッドと中心をず
らしたままの状態に維持されて、非平坦面をウェハに押
しつけないようにする。ウェハの回転軸とパッドの回転
軸とは、平行だが同一線上にはなく、ウェハ前面と後面
とを平行に保つようになっている。これ以外のＣＭＰ装
置では、振動パッドまたは連続ベルトパッドが使用され
る。本発明は、回転パッドに関して説明するが、どのタ
イプのパッドにも適用可能である。
倍または３倍の直径をもち、ウェハはパッドと中心をず
らしたままの状態に維持されて、非平坦面をウェハに押
しつけないようにする。ウェハの回転軸とパッドの回転
軸とは、平行だが同一線上にはなく、ウェハ前面と後面
とを平行に保つようになっている。これ以外のＣＭＰ装
置では、振動パッドまたは連続ベルトパッドが使用され
る。本発明は、回転パッドに関して説明するが、どのタ
イプのパッドにも適用可能である。
【０００５】ウェハにかかる下向きの圧力、担体の回転
速度、パッド速度、スラリー流量、およびスラリーｐＨ
等の様々な研磨パラメータの制御は入念に行われ、均一
な除去速度、ウェハ表面全体にわたって均一な研磨、お
よびウェハ間でばらつきのない研磨を達成する。
速度、パッド速度、スラリー流量、およびスラリーｐＨ
等の様々な研磨パラメータの制御は入念に行われ、均一
な除去速度、ウェハ表面全体にわたって均一な研磨、お
よびウェハ間でばらつきのない研磨を達成する。
【０００６】ＣＭＰに利用されるスラリーは、意図する
用途によって３つのカテゴリーに分けられる。すなわ
ち、シリコン研磨スラリー、酸化物研磨スラリー、およ
び金属研磨スラリーである。
用途によって３つのカテゴリーに分けられる。すなわ
ち、シリコン研磨スラリー、酸化物研磨スラリー、およ
び金属研磨スラリーである。
【０００７】シリコン研磨スラリーは、裸シリコンウェ
ハの研磨および平坦化に使用される。一般にシリコン研
磨剤は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２０
３）、またはセリア（Ｃｅ２０３）等の、典型的には直
径２０〜２００ナノメートルで、水溶性の液体に懸濁さ
れた研磨用の極小粒子からなる。一般的なシリコン研磨
スラリーは、コロイド状に懸濁されたシリカ粒子を使用
する。スラリー中の粒子の割合は、通常は重量比で１〜
１５％である。スラリーのｐＨは、一般には８．０〜１
１．５であるが、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，またはＮＨ４ＯＨ
等を加えて調節する。
ハの研磨および平坦化に使用される。一般にシリコン研
磨剤は、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２０
３）、またはセリア（Ｃｅ２０３）等の、典型的には直
径２０〜２００ナノメートルで、水溶性の液体に懸濁さ
れた研磨用の極小粒子からなる。一般的なシリコン研磨
スラリーは、コロイド状に懸濁されたシリカ粒子を使用
する。スラリー中の粒子の割合は、通常は重量比で１〜
１５％である。スラリーのｐＨは、一般には８．０〜１
１．５であるが、ＮａＯＨ，ＫＯＨ，またはＮＨ４ＯＨ
等を加えて調節する。
【０００８】酸化物研磨スラリーは、ウェハ上の誘電
層、通常は二酸化シリコン層の研磨および平坦化に使用
される。誘電層の形成には、酸化や化学蒸着といった当
該技術分野で周知の技術が用いられる。一般に酸化物研
磨スラリーは、シリカ、アルミナ、またはセリア等の、
典型的には直径５０〜１，０００ナノメートルで、水溶
性の液体に懸濁された研磨用の極小粒子からなる。酸化
物研磨スラリー中の粒子の割合は、通常は重量比で１〜
１５％である。スラリーのｐＨは８より上に保たれ、一
般には１０．０〜１１．５であるが、アルカリを加えて
調節する。米国特許第４，９１０，１５５号（発明者コ
ーテおよびリーチ）には、酸化物研磨の手順および材料
についての記載がある。
層、通常は二酸化シリコン層の研磨および平坦化に使用
される。誘電層の形成には、酸化や化学蒸着といった当
該技術分野で周知の技術が用いられる。一般に酸化物研
磨スラリーは、シリカ、アルミナ、またはセリア等の、
典型的には直径５０〜１，０００ナノメートルで、水溶
性の液体に懸濁された研磨用の極小粒子からなる。酸化
物研磨スラリー中の粒子の割合は、通常は重量比で１〜
１５％である。スラリーのｐＨは８より上に保たれ、一
般には１０．０〜１１．５であるが、アルカリを加えて
調節する。米国特許第４，９１０，１５５号（発明者コ
ーテおよびリーチ）には、酸化物研磨の手順および材料
についての記載がある。
【０００９】金属研磨スラリーは、半導体ウェハ上の導
電層の研磨および平坦化に使用される。通常、導電層は
誘電層上に配置され、タングステン、チタン、アルミニ
ウム、銅、ドープトシリコン、ドープトポリシリコン、
または金属シリサイド層等の複数の導電材料の任意の一
材料を用いて形成される。誘電層は一般に、「バイア」
と呼ばれる開口をもち、ここに導電材料が充填されるこ
とによって、誘電層と先に設けられた層との導通経路と
なる。導電層の研磨後は、バイア中の導電材料だけが誘
電層に残る。
電層の研磨および平坦化に使用される。通常、導電層は
誘電層上に配置され、タングステン、チタン、アルミニ
ウム、銅、ドープトシリコン、ドープトポリシリコン、
または金属シリサイド層等の複数の導電材料の任意の一
材料を用いて形成される。誘電層は一般に、「バイア」
と呼ばれる開口をもち、ここに導電材料が充填されるこ
とによって、誘電層と先に設けられた層との導通経路と
なる。導電層の研磨後は、バイア中の導電材料だけが誘
電層に残る。
【００１０】一般に金属研磨は、例えばシリカ、アルミ
ナ、またはセリア等の、典型的には直径５０〜１，００
０ナノメートルで、水溶性の液体に懸濁された研磨用の
極小粒子を含む。スラリー中の粒子の割合は、通常は重
量比で１〜５％であり、スラリーのｐＨは５未満であ
る。金属研磨スラリーのｐＨは、酢酸カリウム、酢酸、
クエン酸等の有機酸を加えることによって、任意で調節
できる。有機酸以外にも、スラリーは、導電材料除去用
に１つ以上の酸化剤を含んでもよい。一般的な酸化剤に
は、過酸化水素、フェリシアン化カリウム、硝酸第二
鉄、またはその混合物がある。米国特許第５，３４０，
３７０号（発明者カジエン）には、金属研磨方法、およ
び金属研磨用に開発されたいくつかのスラリーについて
の記載がある。
ナ、またはセリア等の、典型的には直径５０〜１，００
０ナノメートルで、水溶性の液体に懸濁された研磨用の
極小粒子を含む。スラリー中の粒子の割合は、通常は重
量比で１〜５％であり、スラリーのｐＨは５未満であ
る。金属研磨スラリーのｐＨは、酢酸カリウム、酢酸、
クエン酸等の有機酸を加えることによって、任意で調節
できる。有機酸以外にも、スラリーは、導電材料除去用
に１つ以上の酸化剤を含んでもよい。一般的な酸化剤に
は、過酸化水素、フェリシアン化カリウム、硝酸第二
鉄、またはその混合物がある。米国特許第５，３４０，
３７０号（発明者カジエン）には、金属研磨方法、およ
び金属研磨用に開発されたいくつかのスラリーについて
の記載がある。
【００１１】ＣＭＰ用のスラリーは、CABOT,Cab-0-sil
Division, Tuscola, ILおよびRodelInc., Newark, DE等
から市場入手可能である。
Division, Tuscola, ILおよびRodelInc., Newark, DE等
から市場入手可能である。
【００１２】ウェハが研磨されるに従って、スラリーお
よび研磨された材料がパッド表面に上塗り（グレーズ）
されていき、パッドを滑りやすくして研磨速度を減じて
しまう。研磨によって、パッド材料、ウェハ自体、また
はその他から浮遊粒子（stray particles）が生じる。
このような副産物の濃度が研磨に悪影響をおよぼすほど
高くなる場合は、副産物を除去する必要がある。
よび研磨された材料がパッド表面に上塗り（グレーズ）
されていき、パッドを滑りやすくして研磨速度を減じて
しまう。研磨によって、パッド材料、ウェハ自体、また
はその他から浮遊粒子（stray particles）が生じる。
このような副産物の濃度が研磨に悪影響をおよぼすほど
高くなる場合は、副産物を除去する必要がある。
【００１３】またスラリーは、研磨工程中に化学的に変
化し、その組成およびｐＨが変わる。一般に、ｐＨは好
ましくない方へ変化していくため、スラリー耐用期間の
終わりでは、最初に比べてウェハ研磨速度が遅くなって
しまう。スラリーが酸化剤を含む場合は、酸化剤の一部
は研磨工程中に消費される。
化し、その組成およびｐＨが変わる。一般に、ｐＨは好
ましくない方へ変化していくため、スラリー耐用期間の
終わりでは、最初に比べてウェハ研磨速度が遅くなって
しまう。スラリーが酸化剤を含む場合は、酸化剤の一部
は研磨工程中に消費される。
【００１４】研磨パッドの調整によって、古いスラリー
粒子と研磨された粒子とをパッドから除去し、パッド表
面に新しいスラリーを供給する。一般に、研磨パッドの
調整には、グレーズの除去、およびパッド表面に微細な
凸凹を形成することが含まれる。つまりパッド表面を鋭
利な物体でこすりとるか、またはパッドを研磨剤で粗く
して、パッド表面を再建する。
粒子と研磨された粒子とをパッドから除去し、パッド表
面に新しいスラリーを供給する。一般に、研磨パッドの
調整には、グレーズの除去、およびパッド表面に微細な
凸凹を形成することが含まれる。つまりパッド表面を鋭
利な物体でこすりとるか、またはパッドを研磨剤で粗く
して、パッド表面を再建する。
【００１５】多くのＣＭＰシステム、特に半導体を大量
生産するメーカ等で使用されるシステムでは、スラリー
は研磨パッド上に間断なく流される。パッドが回転する
と、スラリーはパッドの縁からはじきとばされ、ドレー
ンによって運び去られる。新しいスラリーを常に流して
おくことは有効で望ましいが、非常に大量のスラリーを
必要とする。
生産するメーカ等で使用されるシステムでは、スラリー
は研磨パッド上に間断なく流される。パッドが回転する
と、スラリーはパッドの縁からはじきとばされ、ドレー
ンによって運び去られる。新しいスラリーを常に流して
おくことは有効で望ましいが、非常に大量のスラリーを
必要とする。
【００１６】米国特許第５，２９９，３９３号（発明者
チャンドラ）は、回転研磨パッドを取り囲む取り外し可
能な収容装置つまりダムを開示している。このダムによ
ってスラリーを研磨パッド上に収容することで、ウェハ
研磨時のスラリー使用量を大幅に減じることができる。
しかし、スラリーはバッチ単位で使用されるため、バッ
チが変わるまで研磨速度は研磨中ずっと減速し、その
後、研磨速度は急激に上昇する。このような変化のた
め、研磨工程を正確に特徴づけることが困難である。
チャンドラ）は、回転研磨パッドを取り囲む取り外し可
能な収容装置つまりダムを開示している。このダムによ
ってスラリーを研磨パッド上に収容することで、ウェハ
研磨時のスラリー使用量を大幅に減じることができる。
しかし、スラリーはバッチ単位で使用されるため、バッ
チが変わるまで研磨速度は研磨中ずっと減速し、その
後、研磨速度は急激に上昇する。このような変化のた
め、研磨工程を正確に特徴づけることが困難である。
【００１７】また、ダムは、ＣＭＰシステムによるウェ
ハ研磨の迅速性を抑制する場合がある。パッドの高速回
転速度時は、スラリーはパッドの外縁のほうへ駆動され
るため、パッド上のスラリー分布が非均一になり、研磨
を均一に行えない。このような遠心力の効果を減じるに
は、ダムがない場合よりもパッドの回転速度を下げなけ
ればならない。だが回転速度が遅いと研磨速度が遅くな
るので望ましくない。
ハ研磨の迅速性を抑制する場合がある。パッドの高速回
転速度時は、スラリーはパッドの外縁のほうへ駆動され
るため、パッド上のスラリー分布が非均一になり、研磨
を均一に行えない。このような遠心力の効果を減じるに
は、ダムがない場合よりもパッドの回転速度を下げなけ
ればならない。だが回転速度が遅いと研磨速度が遅くな
るので望ましくない。
【００１８】スラリー粒子および化学物質を、ウェハお
よび装置の様々なパッドや部品から除去するために、ス
ラリーに加えて大量のすすぎ水が使用される。一般に、
すすぎ水は、研磨と研磨との間にパッドを濡れた状態に
保つ役目をする。スラリーは、その消費量を最小限に抑
えるために実際の研磨時にだけ供給される。また、すす
ぎ水は、ウェハが研磨装置から取り外される前に、バフ
パッドと呼ばれる第２の研磨パッドにも使用され、ウェ
ハを研磨装置から取り外す前に、ウェハからスラリー粒
子および接着した化学物質をこすりおとす役目もする。
よび装置の様々なパッドや部品から除去するために、ス
ラリーに加えて大量のすすぎ水が使用される。一般に、
すすぎ水は、研磨と研磨との間にパッドを濡れた状態に
保つ役目をする。スラリーは、その消費量を最小限に抑
えるために実際の研磨時にだけ供給される。また、すす
ぎ水は、ウェハが研磨装置から取り外される前に、バフ
パッドと呼ばれる第２の研磨パッドにも使用され、ウェ
ハを研磨装置から取り外す前に、ウェハからスラリー粒
子および接着した化学物質をこすりおとす役目もする。
【００１９】米国特許第３，５４９，４３９号（発明者
カベッジアら）は、ポンプを使用して研磨プレートから
研磨化合物を除去し、フィルタを通じて別容器に送る化
学研磨装置を開示している。研磨プレートは、プレート
上に研磨試薬を保持するための隆起部で取り囲まれてい
る。研磨化合物は、加熱すると解離してワークピースと
化学反応を起こす。容器中の溶液には化学物質が加えら
れ、研磨化合物を所望の濃度に保つ。その後、調整済み
の溶液は別のポンプによってプレート上に戻される。こ
の特許は、液体をせき止めるために隆起部または収容装
置を使用し、それにより研磨パッド上のスラリーつまり
研磨化合物を一定レベルに維持するという点で、上記の
チャンドラー特許に類似している。
カベッジアら）は、ポンプを使用して研磨プレートから
研磨化合物を除去し、フィルタを通じて別容器に送る化
学研磨装置を開示している。研磨プレートは、プレート
上に研磨試薬を保持するための隆起部で取り囲まれてい
る。研磨化合物は、加熱すると解離してワークピースと
化学反応を起こす。容器中の溶液には化学物質が加えら
れ、研磨化合物を所望の濃度に保つ。その後、調整済み
の溶液は別のポンプによってプレート上に戻される。こ
の特許は、液体をせき止めるために隆起部または収容装
置を使用し、それにより研磨パッド上のスラリーつまり
研磨化合物を一定レベルに維持するという点で、上記の
チャンドラー特許に類似している。
【００２０】米国特許第４，４５９，７８１号（発明者
リー）は、様々な粒子サイズの粒子群を含む研磨スラリ
ーを回転研磨ホィールに供給して、遠心力を利用して粒
子群をサイズごとに分ける方法を開示している。ワーク
ピースの研磨は、ワークピースをホィールの外縁から最
小粒子が存在するホィール中心部へと移動させて行う。
この方法は、比較的サイズの大きい粒子を含むスラリー
の場合にのみ有効である。
リー）は、様々な粒子サイズの粒子群を含む研磨スラリ
ーを回転研磨ホィールに供給して、遠心力を利用して粒
子群をサイズごとに分ける方法を開示している。ワーク
ピースの研磨は、ワークピースをホィールの外縁から最
小粒子が存在するホィール中心部へと移動させて行う。
この方法は、比較的サイズの大きい粒子を含むスラリー
の場合にのみ有効である。
【００２１】米国特許第５，４７８，４３５号（発明者
マーフィら）は、ＣＭＰ装置用の使用時点スラリー供給
システムを開示している。このシステムでは、濃縮スラ
リーと、希釈剤と、場合によっては第三の化学物質と
が、研磨パッドに別々に供給され、パッド上、または使
用直前に供給ライン中で混合されて、希釈、温度、およ
び化学物質の注入を制御する。混合は、スラリーが水で
流されるか、または回転パッドにすぐ隣接した配管中の
小部分へ流される前に、パッド上で直接行われる。この
特許はパッド上混合に関するもので、スラリー使用量の
低減、スラリーのリサイクル、使用済みスラリーの再
生、またはすすぎ水のリサイクルについては説明してい
ない。
マーフィら）は、ＣＭＰ装置用の使用時点スラリー供給
システムを開示している。このシステムでは、濃縮スラ
リーと、希釈剤と、場合によっては第三の化学物質と
が、研磨パッドに別々に供給され、パッド上、または使
用直前に供給ライン中で混合されて、希釈、温度、およ
び化学物質の注入を制御する。混合は、スラリーが水で
流されるか、または回転パッドにすぐ隣接した配管中の
小部分へ流される前に、パッド上で直接行われる。この
特許はパッド上混合に関するもので、スラリー使用量の
低減、スラリーのリサイクル、使用済みスラリーの再
生、またはすすぎ水のリサイクルについては説明してい
ない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】研磨パッドに供給され
るスラリー量は、様々な要因の中でも特に研磨される材
料によって異なり、大きくばらつきがある。研磨パッド
上へのスラリー流量は、１分間に約２０〜５００ｍｌ
で、一般的な流量は約２００ｍｌ／分である。スラリー
は非常に高価であるため、多くのユーザはスラリー流量
をできるだけ抑えようとしている。研磨パッド上へのス
ラリー流量、その結果生じるスラリーの水中での循環の
流体力学は、高速かつ均一な研磨にとって重要な要因で
ある。通常、一回の研磨サイクルは２分から３分かか
り、スラリー流量が２００ｍｌ／分とすると一回の研磨
サイクルのスラリー消費量は４００〜６００ｍｌであ
る。流量が５００ｍｌ／分の場合は、スラリー消費量は
１，５００ｍｌ／分にもなる。
るスラリー量は、様々な要因の中でも特に研磨される材
料によって異なり、大きくばらつきがある。研磨パッド
上へのスラリー流量は、１分間に約２０〜５００ｍｌ
で、一般的な流量は約２００ｍｌ／分である。スラリー
は非常に高価であるため、多くのユーザはスラリー流量
をできるだけ抑えようとしている。研磨パッド上へのス
ラリー流量、その結果生じるスラリーの水中での循環の
流体力学は、高速かつ均一な研磨にとって重要な要因で
ある。通常、一回の研磨サイクルは２分から３分かか
り、スラリー流量が２００ｍｌ／分とすると一回の研磨
サイクルのスラリー消費量は４００〜６００ｍｌであ
る。流量が５００ｍｌ／分の場合は、スラリー消費量は
１，５００ｍｌ／分にもなる。
【００２３】典型的なＣＭＰシステムでは、スラリーと
すすぎ水とは分離されず、どちらも直接、排水ドレーン
に流される。通常、すすぎ水の使用量はスラリー使用量
の３０倍以上であり、最大では１３０倍以上にもなる。
３つの別個のＣＭＰサイクルを使用し、１ヶ月に半導体
ウェハを１０，０００枚製造する半導体製造プラントで
は、１ヶ月のスラリー消費量および廃棄量は１２，００
０〜１８，０００リットルになり、１８０，０００リッ
トル以上の水と混合される。この莫大な化学物質消費量
は、水製造環境にかなりの悪影響をおよぼし、かつ製造
コストをかなり上昇させる原因である。
すすぎ水とは分離されず、どちらも直接、排水ドレーン
に流される。通常、すすぎ水の使用量はスラリー使用量
の３０倍以上であり、最大では１３０倍以上にもなる。
３つの別個のＣＭＰサイクルを使用し、１ヶ月に半導体
ウェハを１０，０００枚製造する半導体製造プラントで
は、１ヶ月のスラリー消費量および廃棄量は１２，００
０〜１８，０００リットルになり、１８０，０００リッ
トル以上の水と混合される。この莫大な化学物質消費量
は、水製造環境にかなりの悪影響をおよぼし、かつ製造
コストをかなり上昇させる原因である。
【００２４】ＣＭＰスラリーは高価であるが、一枚あた
り１０，０００〜５０，０００米ドルの価値をもつウェ
ハを損傷するリスクのほうが、リサイクルしたスラリー
の使用によるコスト節減より重大である。実際的には、
リサイクルしたスラリーと新しいスラリーとではウェハ
損傷のリスクは変わらない。このため、半導体業界は、
効果的なスラリー再処理および再使用システムによって
ＣＭＰスラリーのコスト削減する、新しい信頼性の高い
溶液を必要としている。また、ＣＭＰにおけるすすぎ水
のコストを削減する新しい信頼性の高い溶液も必要とし
ている。
り１０，０００〜５０，０００米ドルの価値をもつウェ
ハを損傷するリスクのほうが、リサイクルしたスラリー
の使用によるコスト節減より重大である。実際的には、
リサイクルしたスラリーと新しいスラリーとではウェハ
損傷のリスクは変わらない。このため、半導体業界は、
効果的なスラリー再処理および再使用システムによって
ＣＭＰスラリーのコスト削減する、新しい信頼性の高い
溶液を必要としている。また、ＣＭＰにおけるすすぎ水
のコストを削減する新しい信頼性の高い溶液も必要とし
ている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】以上のことから、本発明
の目的は、ＣＭＰ装置におけるスラリー消費量を低減す
ることである。
の目的は、ＣＭＰ装置におけるスラリー消費量を低減す
ることである。
【００２６】本発明の他の目的は、ＣＭＰ装置において
スラリーを連続してリサイクルするオンラインプロセス
を提供することである。
スラリーを連続してリサイクルするオンラインプロセス
を提供することである。
【００２７】本発明のさらに他の目的は、リサイクルし
たスラリーの使用によるウェハ損傷の危険性が新しいス
ラリー使用の場合と変わらない、ＣＭＰ装置用のリサイ
クルされたスラリーを提供することである。
たスラリーの使用によるウェハ損傷の危険性が新しいス
ラリー使用の場合と変わらない、ＣＭＰ装置用のリサイ
クルされたスラリーを提供することである。
【００２８】本発明のさらに他の目的は、研磨装置にお
いてスラリーを再生することである。
いてスラリーを再生することである。
【００２９】本発明のさらに他の目的は、スラリーを再
循環させ、化学物質を加えてスラリーを再生することに
よって、改良されたＣＭＰプロセスを提供することであ
る。
循環させ、化学物質を加えてスラリーを再生することに
よって、改良されたＣＭＰプロセスを提供することであ
る。
【００３０】本発明のさらに他の目的は、ＣＭＰ装置の
均一性および一貫性を向上することである。
均一性および一貫性を向上することである。
【００３１】本発明のさらに他の目的は、ＣＭＰ装置の
オペレーティングコストを削減することである。
オペレーティングコストを削減することである。
【００３２】本発明のさらに他の目的は、ＣＭＰ装置に
おいて、消費材料を抑える以外は、プロセス、材料また
は機器の実質的な変更なしでスラリーをリサイクルする
ことである。
おいて、消費材料を抑える以外は、プロセス、材料また
は機器の実質的な変更なしでスラリーをリサイクルする
ことである。
【００３３】本発明のさらに他の目的は、スラリーを研
磨パッドに流し続ける利点を維持しながら、スラリーの
リサイクルを行うことである。
磨パッドに流し続ける利点を維持しながら、スラリーの
リサイクルを行うことである。
【００３４】本発明のさらに他の目的は、スラリーの物
理的または化学的特性を急激に変化させずにスラリーの
リサイクルを行うことである。
理的または化学的特性を急激に変化させずにスラリーの
リサイクルを行うことである。
【００３５】本発明のさらに他の目的は、ＣＭＰ装置に
おいてすすぎ水消費量を低減することである。
おいてすすぎ水消費量を低減することである。
【００３６】本発明の上記の目的および他の目的は、本
発明によって達成される。本発明は、リサイクルされた
スラリーを単に新しいスラリーと交換するのではなく、
研磨パッドに流れ続けるスラリーのうちの少量のスラリ
ーを消費または廃棄しながら、リサイクルされたスラリ
ーを使用中のスラリーと間断なく混合して一定の研磨速
度を保つ。まず、スラリーをキャッチリング中に回収し
て、リサイクルループに送り、回収されたスラリーと、
新しいスラリー、再生用化学物質または水とを混合し、
混合物をテストし、混合物をろ過し、かつ混合物を研磨
パッドに戻す。パッドに戻される量は、回収される量を
わずかに上回り、トラフを溢れさせるのが好ましい。す
すぎ水も同様にリサイクルされ、研磨パッドを研磨サイ
クル間で濡れた状態に保つ。
発明によって達成される。本発明は、リサイクルされた
スラリーを単に新しいスラリーと交換するのではなく、
研磨パッドに流れ続けるスラリーのうちの少量のスラリ
ーを消費または廃棄しながら、リサイクルされたスラリ
ーを使用中のスラリーと間断なく混合して一定の研磨速
度を保つ。まず、スラリーをキャッチリング中に回収し
て、リサイクルループに送り、回収されたスラリーと、
新しいスラリー、再生用化学物質または水とを混合し、
混合物をテストし、混合物をろ過し、かつ混合物を研磨
パッドに戻す。パッドに戻される量は、回収される量を
わずかに上回り、トラフを溢れさせるのが好ましい。す
すぎ水も同様にリサイクルされ、研磨パッドを研磨サイ
クル間で濡れた状態に保つ。
【００３７】本発明のより完全な理解のためには、添付
図面とともに以下の詳細な説明を参照されたい。
図面とともに以下の詳細な説明を参照されたい。
【００３８】
【発明の実施の形態】図１では、半導体ウェハ１０はそ
の表面が研磨パッド１１のほうを向くように配置され
る。研磨パッド１１は、金属プラテン１５上にポリウレ
タン層１３および１４を含む。研磨パッド１１の直径
は、回転台を備えたＣＭＰシステムでは通常５０〜７５
ｃｍ、一般的には２５〜３８ｃｍである。担体１２は担
体パッド１６を介してウェハ１０の裏面に下向きの力を
加える。担体１２は、研磨対象ウェハよりわずかに直径
が大きい保持リング１９を含む。
の表面が研磨パッド１１のほうを向くように配置され
る。研磨パッド１１は、金属プラテン１５上にポリウレ
タン層１３および１４を含む。研磨パッド１１の直径
は、回転台を備えたＣＭＰシステムでは通常５０〜７５
ｃｍ、一般的には２５〜３８ｃｍである。担体１２は担
体パッド１６を介してウェハ１０の裏面に下向きの力を
加える。担体１２は、研磨対象ウェハよりわずかに直径
が大きい保持リング１９を含む。
【００３９】研磨ヘッド中でウェハを取り囲む保持リン
グの内径は、ウェハ直径よりわずかに大きく、このため
ウェハとリングとの間には常にわずかな隙間が存在す
る。リングが弾性のある研磨パッドを押圧するかどうか
に関係なく、ウェハ周辺部の回りに研磨が均一でない環
状の領域が必ずできる。これは当該技術分野では「縁除
外部（エッジエクスクルージョン：edge exclusion）」
と呼ばれる現象である。通常、エッジエクスクルージョ
ンの幅は５〜１０ｍｍで、良好なダイを形成可能なウェ
ハ領域を減じてしまう。
グの内径は、ウェハ直径よりわずかに大きく、このため
ウェハとリングとの間には常にわずかな隙間が存在す
る。リングが弾性のある研磨パッドを押圧するかどうか
に関係なく、ウェハ周辺部の回りに研磨が均一でない環
状の領域が必ずできる。これは当該技術分野では「縁除
外部（エッジエクスクルージョン：edge exclusion）」
と呼ばれる現象である。通常、エッジエクスクルージョ
ンの幅は５〜１０ｍｍで、良好なダイを形成可能なウェ
ハ領域を減じてしまう。
【００４０】担体１２はウェハ１０とともに回転し、ウ
ェハが回転しない場合よりも均一に研磨を行う。担体１
２はまた、パッド１１上で半径方向に移動して、研磨の
均一性を向上する。スラリー１７は、研磨時にはパッド
１１上でわずかに攪拌され、ウェハ１０がパッドに対し
て移動するとウェハの下側を循環して流れる。研磨工程
は、スラリーが研磨対象フィルムと化学的かつ機械的に
反応することで開始する。研磨は所望する量の材料が除
去されるまで続く。
ェハが回転しない場合よりも均一に研磨を行う。担体１
２はまた、パッド１１上で半径方向に移動して、研磨の
均一性を向上する。スラリー１７は、研磨時にはパッド
１１上でわずかに攪拌され、ウェハ１０がパッドに対し
て移動するとウェハの下側を循環して流れる。研磨工程
は、スラリーが研磨対象フィルムと化学的かつ機械的に
反応することで開始する。研磨は所望する量の材料が除
去されるまで続く。
【００４１】図２は本発明に従うスラリー再循環装置を
示す。研磨工程自体は従来技術と同様で、かつパッドお
よびウェハ担体の構成も従来技術のものと同じである。
つまり、本発明に従うスラリー再循環方法は、これら以
外のＣＭＰ装置の箇所を変えなくてもよく、かつ新しい
スラリーの化学的性質を変える必要もない。従って、本
発明は、従来技術の利点を犠牲にしたり新たな欠点を生
じたりすることなく、スラリー消費量を低減できる。
示す。研磨工程自体は従来技術と同様で、かつパッドお
よびウェハ担体の構成も従来技術のものと同じである。
つまり、本発明に従うスラリー再循環方法は、これら以
外のＣＭＰ装置の箇所を変えなくてもよく、かつ新しい
スラリーの化学的性質を変える必要もない。従って、本
発明は、従来技術の利点を犠牲にしたり新たな欠点を生
じたりすることなく、スラリー消費量を低減できる。
【００４２】半導体ウェハ（図２には図示せず）は、パ
ッド１１に押しつけられ、シャフト２１に取り付けられ
た担体１２によって回転させられる。パッド１１は矢印
２２で示すように、かつ担体１２は矢印２５で示すよう
に、ともに時計回りに回転する。スラリー３１は供給管
３３からパッド１１上に流れこみ、パッド１１上で半径
方向に外向きに流れる。スラリーがパッド１１上に流れ
ると、スラリーの一部はウェハ研磨に使用される。パッ
ド１１の周辺から外へ流れ出るスラリーは、キャッチリ
ング２３で受けられる。キャッチリング２３はパッドの
一部として、またはパッド周辺部に設置される。
ッド１１に押しつけられ、シャフト２１に取り付けられ
た担体１２によって回転させられる。パッド１１は矢印
２２で示すように、かつ担体１２は矢印２５で示すよう
に、ともに時計回りに回転する。スラリー３１は供給管
３３からパッド１１上に流れこみ、パッド１１上で半径
方向に外向きに流れる。スラリーがパッド１１上に流れ
ると、スラリーの一部はウェハ研磨に使用される。パッ
ド１１の周辺から外へ流れ出るスラリーは、キャッチリ
ング２３で受けられる。キャッチリング２３はパッドの
一部として、またはパッド周辺部に設置される。
【００４３】従来技術では、スラリーはパッドの縁から
流れでて、パッドから間隔を空けて設けられた垂直壁に
当たり、その後、回収ドレーンへ流れ落ちる。この間
に、スラリーの表面領域は特に滴が形成されると非常に
広くなるため、スラリーが乾いてしまうことがある。ま
た、粒子が塊となってスラリーが劣化する可能性もあ
る。これに対してキャッチリング２３は、スラリーがパ
ッド１１から流れでる際に、スラリーの表面領域が広く
露出したり乾燥したりしないようにスラリーを捕らえ
る。
流れでて、パッドから間隔を空けて設けられた垂直壁に
当たり、その後、回収ドレーンへ流れ落ちる。この間
に、スラリーの表面領域は特に滴が形成されると非常に
広くなるため、スラリーが乾いてしまうことがある。ま
た、粒子が塊となってスラリーが劣化する可能性もあ
る。これに対してキャッチリング２３は、スラリーがパ
ッド１１から流れでる際に、スラリーの表面領域が広く
露出したり乾燥したりしないようにスラリーを捕らえ
る。
【００４４】図３はキャッチリング２３およびパッド１
１の縁部の断面図である。キャッチリング２３はパッド
１１の周辺部を囲むように延在し、使用済みスラリー３
７を再生するためのトラフ３５を含む。トラフ３５は、
ほぼ半円状の断面を持つように図示されているが、どの
ような断面をもつものでもよい。ただし、トラフの外壁
３８の高さはパッド１１の上面とほぼ同じになるのがよ
い。トラフ３５は滑面で加工され、かつリング２３は好
適にはＴｅｆｌｏｎ（登録商標）などの非粘着性プラス
チック層（図示せず）でコーティングされる。これによ
り使用済みスラリー３７がくっついたり乾燥したり、塊
になったり、またはトラフを磨耗したりすることを防止
する。
１の縁部の断面図である。キャッチリング２３はパッド
１１の周辺部を囲むように延在し、使用済みスラリー３
７を再生するためのトラフ３５を含む。トラフ３５は、
ほぼ半円状の断面を持つように図示されているが、どの
ような断面をもつものでもよい。ただし、トラフの外壁
３８の高さはパッド１１の上面とほぼ同じになるのがよ
い。トラフ３５は滑面で加工され、かつリング２３は好
適にはＴｅｆｌｏｎ（登録商標）などの非粘着性プラス
チック層（図示せず）でコーティングされる。これによ
り使用済みスラリー３７がくっついたり乾燥したり、塊
になったり、またはトラフを磨耗したりすることを防止
する。
【００４５】図４に示す本発明の好適な実施形態では、
リサイクルされたスラリーによってキャッチリング２３
が変位すると、使用済みスラリーはキャッチリング２３
から溢れ出る。以下により詳細に説明するが、スラリー
の約２０％は、研磨サイクル中に新しいスラリーと交換
される。これは従来技術に比べてスラリーの大幅な節約
となる。追加される新しいスラリーの量は、例えば１％
未満からほぼ１００％までといった広い範囲にわたりう
る。
リサイクルされたスラリーによってキャッチリング２３
が変位すると、使用済みスラリーはキャッチリング２３
から溢れ出る。以下により詳細に説明するが、スラリー
の約２０％は、研磨サイクル中に新しいスラリーと交換
される。これは従来技術に比べてスラリーの大幅な節約
となる。追加される新しいスラリーの量は、例えば１％
未満からほぼ１００％までといった広い範囲にわたりう
る。
【００４６】図２では、回収管４１はトラフ３５中に設
置され、使用済みスラリーの一部をトラフから引き上げ
て、パイプ４３を介してポンプ４５の入り口へ運ぶ。ポ
ンプ４５の出口はパイプ４６によって混合マニホールド
４７へ接続される。本発明の一実施形態では、回収管４
１およびパイプは、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）プラスチ
ックから作られる。この代わりに、十分な剛性をもっ
て、または固定支持されて、トラフ中にとどまり、かつ
スラリーと化学反応をおこさない材料であれば、どのよ
うな材料でも使用可能である。
置され、使用済みスラリーの一部をトラフから引き上げ
て、パイプ４３を介してポンプ４５の入り口へ運ぶ。ポ
ンプ４５の出口はパイプ４６によって混合マニホールド
４７へ接続される。本発明の一実施形態では、回収管４
１およびパイプは、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）プラスチ
ックから作られる。この代わりに、十分な剛性をもっ
て、または固定支持されて、トラフ中にとどまり、かつ
スラリーと化学反応をおこさない材料であれば、どのよ
うな材料でも使用可能である。
【００４７】新しいスラリーは、適当な容器またはリザ
バ（図示せず）からバルブ２８によってパイプ２７を通
ってマニホールド４７へ供給される。再生用化学物質、
例えばアルカリ、界面活性剤、懸濁剤、酸、酸化剤、ま
たは研磨対象材料に適したその他の化学物質等は、適当
な容器またはレザバ（図示せず）からバルブ３０を経て
パイプ２９を通ってマニホールド４７へ供給される。再
生用化学物質の性質によっては、該化学物質のマニホー
ルド４７への搬送に別々のポンプおよびパイプを使用し
なければならない。
バ（図示せず）からバルブ２８によってパイプ２７を通
ってマニホールド４７へ供給される。再生用化学物質、
例えばアルカリ、界面活性剤、懸濁剤、酸、酸化剤、ま
たは研磨対象材料に適したその他の化学物質等は、適当
な容器またはレザバ（図示せず）からバルブ３０を経て
パイプ２９を通ってマニホールド４７へ供給される。再
生用化学物質の性質によっては、該化学物質のマニホー
ルド４７への搬送に別々のポンプおよびパイプを使用し
なければならない。
【００４８】通常は閉じられたバルブ３５には、非イオ
ン化水が圧力をかけて供給される。バルブ３５の出口は
パイプ３４によってマニホールド４７へ接続される。ス
ラリーの希釈、またはウェハもしくは装置のすすぎに
は、非イオン化水が使用される。再生用化学物質、新し
いスラリー、使用済みスラリー、かつ場合によっては非
イオン化水は、マニホールド４７中で一つに完全に混合
される。これによって得られるリサイクルされたスラリ
ーは、パイプ４８を通って熱交換器４９へ流れる。熱交
換器４９は任意で設置し、ここでスラリーは加熱または
冷却されて、所望の温度に維持される。
ン化水が圧力をかけて供給される。バルブ３５の出口は
パイプ３４によってマニホールド４７へ接続される。ス
ラリーの希釈、またはウェハもしくは装置のすすぎに
は、非イオン化水が使用される。再生用化学物質、新し
いスラリー、使用済みスラリー、かつ場合によっては非
イオン化水は、マニホールド４７中で一つに完全に混合
される。これによって得られるリサイクルされたスラリ
ーは、パイプ４８を通って熱交換器４９へ流れる。熱交
換器４９は任意で設置し、ここでスラリーは加熱または
冷却されて、所望の温度に維持される。
【００４９】リサイクルされたスラリーは、熱交換器４
９から、ｐＨセンサ５１、温度センサ５２、および導電
率センサ５３等の複数のセンサを経て流れる。特定の用
途に適していると考えられる他のセンサは、濁度セン
サ、デンショメータ、イオン特異性電極、電圧電流計電
池、赤外線センサ、紫外線センサ、または視覚センサ等
である。センサ群は、情報、警告および制御用に、１つ
以上のフィードバックループ中で単独または組み合わせ
て使用され、リサイクルされたスラリーの特性制御を行
う。例えば、導電率センサ５３は、制御ループ３２の一
部として、バルブ３０を通るアルカリまたは酸の流量を
自動的に測定する。
９から、ｐＨセンサ５１、温度センサ５２、および導電
率センサ５３等の複数のセンサを経て流れる。特定の用
途に適していると考えられる他のセンサは、濁度セン
サ、デンショメータ、イオン特異性電極、電圧電流計電
池、赤外線センサ、紫外線センサ、または視覚センサ等
である。センサ群は、情報、警告および制御用に、１つ
以上のフィードバックループ中で単独または組み合わせ
て使用され、リサイクルされたスラリーの特性制御を行
う。例えば、導電率センサ５３は、制御ループ３２の一
部として、バルブ３０を通るアルカリまたは酸の流量を
自動的に測定する。
【００５０】リサイクルされたスラリーは、三方向バル
ブ５５によってフィルタ５６へ進み、パイプ５９から供
給管３３を通ってパッド１１上へと流れる。管３３の終
端部の位置は重要ではないが、液体は研磨パッド表面で
遠心的に流れるため、好ましくはパッドの中心近くに設
置するのがよい。
ブ５５によってフィルタ５６へ進み、パイプ５９から供
給管３３を通ってパッド１１上へと流れる。管３３の終
端部の位置は重要ではないが、液体は研磨パッド表面で
遠心的に流れるため、好ましくはパッドの中心近くに設
置するのがよい。
【００５１】適用形態によっては、例えばすすぎサイク
ルでは、マニホールド４７からの液体はパイプ５８を通
ってドレーン（図示せず）へ排出される。
ルでは、マニホールド４７からの液体はパイプ５８を通
ってドレーン（図示せず）へ排出される。
【００５２】スラリーの大きな粒子はフィルタ５６で除
去される。本発明の好適な実施形態では、フィルタ５６
は直径２５μより大きな粒子を除去するように設計され
る。これ以外のサイズのフィルタでもよく、直径１００
μを超える粒子の除去用に設計されたフィルタのほう
が、小さな粒子を除去するフィルタより寿命が長いこと
が多い。
去される。本発明の好適な実施形態では、フィルタ５６
は直径２５μより大きな粒子を除去するように設計され
る。これ以外のサイズのフィルタでもよく、直径１００
μを超える粒子の除去用に設計されたフィルタのほう
が、小さな粒子を除去するフィルタより寿命が長いこと
が多い。
【００５３】新しいスラリー、再生用化学物質、または
水の流入によって、パッド上にリサイクルされたスラリ
ーが形成されると、余分なスラリーは、単純にキャッチ
リング２３の上を越えてドレーン（図示せず）へ流れ
る。このシステムは、定常状態において供給および流出
システムとして機能し、システムに加えられる液体の容
量はドレーンへ流される容量に等しい。本発明の好適な
実施形態では、リサイクルループを流れる容量はドレー
ンへ流される容量より多く、約３倍から１０倍が有用で
あり、４倍から６倍が好ましい。
水の流入によって、パッド上にリサイクルされたスラリ
ーが形成されると、余分なスラリーは、単純にキャッチ
リング２３の上を越えてドレーン（図示せず）へ流れ
る。このシステムは、定常状態において供給および流出
システムとして機能し、システムに加えられる液体の容
量はドレーンへ流される容量に等しい。本発明の好適な
実施形態では、リサイクルループを流れる容量はドレー
ンへ流される容量より多く、約３倍から１０倍が有用で
あり、４倍から６倍が好ましい。
【００５４】スラリーがパッド１１上に過剰に蓄積せず
に、パッド１１から流れ出てキャッチリング２３へ落ち
るようにすることで、化学的および物理的特性がほぼ一
定なスラリーが得られる。先に述べたチャンドラ特許お
よびカベッジアら特許は、どちらも研磨表面上に一定量
のスラリーを保持するリングまたは隆起部について記載
している。つまりこれら特許は、研磨中にスラリー特性
が変化し続け、かつある研磨サイクル終了時からスラリ
ーが交換される次の研磨サイクル開始までにスラリー特
性が急激に変化する、バッチ方法を開示している。スラ
リー特性がこのように変化すると、一貫性した均一な研
磨は得られない。
に、パッド１１から流れ出てキャッチリング２３へ落ち
るようにすることで、化学的および物理的特性がほぼ一
定なスラリーが得られる。先に述べたチャンドラ特許お
よびカベッジアら特許は、どちらも研磨表面上に一定量
のスラリーを保持するリングまたは隆起部について記載
している。つまりこれら特許は、研磨中にスラリー特性
が変化し続け、かつある研磨サイクル終了時からスラリ
ーが交換される次の研磨サイクル開始までにスラリー特
性が急激に変化する、バッチ方法を開示している。スラ
リー特性がこのように変化すると、一貫性した均一な研
磨は得られない。
【００５５】スラリーがキャッチリングへ溢れ出るよう
にすることで、再生すべきスラリー量が減じられ、かつ
スラリーの遠心ろ過作用を多少は得ることができる。遠
心ろ過とは、大きな粒子や重い粒子はトラフへ流れずに
溢れるようになることである。これによりフィルタ５６
でろ過すべきであった粒子を除去することができる。
にすることで、再生すべきスラリー量が減じられ、かつ
スラリーの遠心ろ過作用を多少は得ることができる。遠
心ろ過とは、大きな粒子や重い粒子はトラフへ流れずに
溢れるようになることである。これによりフィルタ５６
でろ過すべきであった粒子を除去することができる。
【００５６】本発明の他の特徴は、リサイクルされたス
ラリーを構成する各成分は、パッド上へ供給される前に
完全に混合されることである。温度、ｐＨおよび導電率
等のスラリー品質を決定する一連の値の測定は、スラリ
ー供給前に行われるため、有効な測定値群が得られるよ
うに、スラリーはよく混合されていなければならない。
従って、上述のマーフィらの特許に開示される使用時点
供給システムは望ましくない。スラリーの完全な混合に
より、より正確な測定値と、より良好な工程制御が可能
となる。
ラリーを構成する各成分は、パッド上へ供給される前に
完全に混合されることである。温度、ｐＨおよび導電率
等のスラリー品質を決定する一連の値の測定は、スラリ
ー供給前に行われるため、有効な測定値群が得られるよ
うに、スラリーはよく混合されていなければならない。
従って、上述のマーフィらの特許に開示される使用時点
供給システムは望ましくない。スラリーの完全な混合に
より、より正確な測定値と、より良好な工程制御が可能
となる。
【００５７】好適には温度、ｐＨおよび導電率を測定す
るが、所望するこれ以外の任意のパラメータをモニタし
てもよいし、またはパラメータ測定を不要にしてもよ
い。リサイクルされたスラリーの測定をまったく行わな
くても、スラリーを完全に混合しているため工程は問題
なく進行するが、ただし工程の他の箇所がより重要とな
る。例えば、流体の流量やウェハ工程を十分特徴づけて
一貫性のあるものにしなければならない。
るが、所望するこれ以外の任意のパラメータをモニタし
てもよいし、またはパラメータ測定を不要にしてもよ
い。リサイクルされたスラリーの測定をまったく行わな
くても、スラリーを完全に混合しているため工程は問題
なく進行するが、ただし工程の他の箇所がより重要とな
る。例えば、流体の流量やウェハ工程を十分特徴づけて
一貫性のあるものにしなければならない。
【００５８】図５は、本発明に従うスラリー処理のフロ
ーチャートである。このフローチャートは、システムが
すでに動作中であることを前提とする。研磨パッドが新
しくて乾燥した状態から開始する場合は、パッドを湿ら
せ、新しいスラリーを供給し、スラリーが初めて再循環
ループに入ってシステムの速度を上昇させる動作が含ま
れる。反対にシャットダウンするには、システムを非イ
オン化水で洗浄し、再循環ループを切り、全部の水をト
ラフへ溢れ出させ、残った水をバルブ５５からドレーン
へポンプで送り出す動作を伴う。
ーチャートである。このフローチャートは、システムが
すでに動作中であることを前提とする。研磨パッドが新
しくて乾燥した状態から開始する場合は、パッドを湿ら
せ、新しいスラリーを供給し、スラリーが初めて再循環
ループに入ってシステムの速度を上昇させる動作が含ま
れる。反対にシャットダウンするには、システムを非イ
オン化水で洗浄し、再循環ループを切り、全部の水をト
ラフへ溢れ出させ、残った水をバルブ５５からドレーン
へポンプで送り出す動作を伴う。
【００５９】スラリーがシステム全体に循環したら、ウ
ェハを担体に搭載して研磨パッドへ設置する。ステップ
７１で、スラリーの一部がキャッチリングから回収さ
れ、かつスラリーの別の一部はキャッチリングからドレ
ーンへ溢れ出る。ステップ７２で、回収されたスラリー
は、必要に応じて再生用化学物質と、新しいスラリー
と、また必要に応じて水とともに、混合マニホールドへ
ポンプで送られる。混合マニホールドは、ステップ７３
で各成分を混ぜ合わせ、リサイクルされたスラリーをス
テップ７４で測定ステップへ進める。ここで温度および
その他のパラメータが測定され、各センサからのデータ
に従ってバルブおよび熱交換器の調整が行われる。リサ
イクルされたスラリーは、ステップ７５でろ過される。
ろ過後、スラリーは研磨パッドへ戻され、研磨が完了す
るまでリサイクルが続く。好適には、戻されるリサイク
ル済みスラリーの量は除去した量を上回るため、ステッ
プ７７で、スラリーの一部をシステムから排出する。
ェハを担体に搭載して研磨パッドへ設置する。ステップ
７１で、スラリーの一部がキャッチリングから回収さ
れ、かつスラリーの別の一部はキャッチリングからドレ
ーンへ溢れ出る。ステップ７２で、回収されたスラリー
は、必要に応じて再生用化学物質と、新しいスラリー
と、また必要に応じて水とともに、混合マニホールドへ
ポンプで送られる。混合マニホールドは、ステップ７３
で各成分を混ぜ合わせ、リサイクルされたスラリーをス
テップ７４で測定ステップへ進める。ここで温度および
その他のパラメータが測定され、各センサからのデータ
に従ってバルブおよび熱交換器の調整が行われる。リサ
イクルされたスラリーは、ステップ７５でろ過される。
ろ過後、スラリーは研磨パッドへ戻され、研磨が完了す
るまでリサイクルが続く。好適には、戻されるリサイク
ル済みスラリーの量は除去した量を上回るため、ステッ
プ７７で、スラリーの一部をシステムから排出する。
【００６０】研磨パッドを濡れた状態に保ち、かつパッ
ド上でのスラリーの乾燥を防ぐために、定期的に、時に
は一晩中、大量の非イオン化水が用いられる。本発明の
他の実施形態では、非イオン化水またはｐＨ調整済み水
を長期の待機時間中に再循環させてパッドを濡れた状態
に保つことにより、非イオン化水を大幅に節約できる。
また、リサイクルされたスラリーは待機時間中でも流れ
続けるため、パッドを非イオン化水で定期的に濡らすの
を完全にやめることができる。
ド上でのスラリーの乾燥を防ぐために、定期的に、時に
は一晩中、大量の非イオン化水が用いられる。本発明の
他の実施形態では、非イオン化水またはｐＨ調整済み水
を長期の待機時間中に再循環させてパッドを濡れた状態
に保つことにより、非イオン化水を大幅に節約できる。
また、リサイクルされたスラリーは待機時間中でも流れ
続けるため、パッドを非イオン化水で定期的に濡らすの
を完全にやめることができる。
【００６１】ＣＭＰでは、スラリー以外の化学物質のリ
サイクルも可能である。多くの方法では、非イオン化水
またはｐＨ調節されたすすぎ水と選択したパッドとを用
いて、第２の研磨台上で第２の研磨工程つまりバフ工程
が行われる。第２の研磨台についてすすぎ用化学物質を
リサイクルするには、スラリーと同様の方法を用いる。
つまり、回収（溢れに関係なし）、再生、測定、ろ過、
および再循環を行う。
サイクルも可能である。多くの方法では、非イオン化水
またはｐＨ調節されたすすぎ水と選択したパッドとを用
いて、第２の研磨台上で第２の研磨工程つまりバフ工程
が行われる。第２の研磨台についてすすぎ用化学物質を
リサイクルするには、スラリーと同様の方法を用いる。
つまり、回収（溢れに関係なし）、再生、測定、ろ過、
および再循環を行う。
【００６２】本発明をより完全に理解するために、以下
に例を挙げる。以下の例は例示用であり、本発明を限定
するものではない。
に例を挙げる。以下の例は例示用であり、本発明を限定
するものではない。
【００６３】ＩＰＥＣモデル４７２ＣＭＰシステム、Ｃ
ａｂｏｔ ＳＳ１２スラリー、Ｒｏｄｅｌ ＩＣ１００
０およびＲｏｄｅｌ ＳｕｂａＩＶプライマリパッド、
ＲＯｄｅｌ ＤＦ２００キャリアフィルム、および熱酸
化物コーティングした２００ｍｍウェハを用いて、以下
の２つのテストを行った。ウェハは標準的な手順に従っ
て２分間、研磨された。ＣＭＰ後クリーニングには、Ｉ
ＰＥＣモデルＡｖａｎｔｉ９０００を使用した。酸化物
の厚みの研磨前および研磨後の測定には、Ｔｅｎｃｏｒ
モデルＦＴ１０５０を使用した。対照ウェハ表面上のス
クラッチ（引っ掻き傷）およびデフェクト（欠陥）の研
磨前および研磨後の測定には、Ｔｅｎｃｏｒモデル６２
００を用いた。ウェハ内の非均一性（ＷＩＷＮＵ）の測
定には、標準的な４９ポイントＳＥＭＩ厚み測定法を用
いて、６ｍｍおよび１０ｍｍエッジエクスクルージョン
において測定した。
ａｂｏｔ ＳＳ１２スラリー、Ｒｏｄｅｌ ＩＣ１００
０およびＲｏｄｅｌ ＳｕｂａＩＶプライマリパッド、
ＲＯｄｅｌ ＤＦ２００キャリアフィルム、および熱酸
化物コーティングした２００ｍｍウェハを用いて、以下
の２つのテストを行った。ウェハは標準的な手順に従っ
て２分間、研磨された。ＣＭＰ後クリーニングには、Ｉ
ＰＥＣモデルＡｖａｎｔｉ９０００を使用した。酸化物
の厚みの研磨前および研磨後の測定には、Ｔｅｎｃｏｒ
モデルＦＴ１０５０を使用した。対照ウェハ表面上のス
クラッチ（引っ掻き傷）およびデフェクト（欠陥）の研
磨前および研磨後の測定には、Ｔｅｎｃｏｒモデル６２
００を用いた。ウェハ内の非均一性（ＷＩＷＮＵ）の測
定には、標準的な４９ポイントＳＥＭＩ厚み測定法を用
いて、６ｍｍおよび１０ｍｍエッジエクスクルージョン
において測定した。
【００６４】例１．リサイクルされたスラリーを用い
て、２００枚のウェハを平坦化した。スラリー送り速度
は、新しいスラリーは４０ｍｌ／分、リサイクル済みス
ラリーは１６０ｍｌ／分であった。このリサイクルレー
トは、通常のスラリー使用時の５分の１、つまり新しい
スラリーについて２００ｍｌ／分から４０ｍｌ／分に減
じられたことを示す。
て、２００枚のウェハを平坦化した。スラリー送り速度
は、新しいスラリーは４０ｍｌ／分、リサイクル済みス
ラリーは１６０ｍｌ／分であった。このリサイクルレー
トは、通常のスラリー使用時の５分の１、つまり新しい
スラリーについて２００ｍｌ／分から４０ｍｌ／分に減
じられたことを示す。
【００６５】このテストは、ＩＰＥＣからモデル４７２
ＣＭＰシステム用に入手可能な酸化ウェハ研磨工程を用
いて行った。ウェハ各１０枚に１枚、前もって測定を行
った新品の２００ｍｍ熱酸化物ウェハを用い、残りのウ
ェハは酸化物とのフィラーとした。第一日目には、合計
１４０枚のウェハが処理された。第一日目には、工程は
比較的安定しているようであった。第二日目は、除去速
度は安定していたが、個々のウェハの非均一さが増大し
た。この原因はキャリアフィルムの劣化と考えられる。
テストは２００枚のウェハ処理後に終了した。
ＣＭＰシステム用に入手可能な酸化ウェハ研磨工程を用
いて行った。ウェハ各１０枚に１枚、前もって測定を行
った新品の２００ｍｍ熱酸化物ウェハを用い、残りのウ
ェハは酸化物とのフィラーとした。第一日目には、合計
１４０枚のウェハが処理された。第一日目には、工程は
比較的安定しているようであった。第二日目は、除去速
度は安定していたが、個々のウェハの非均一さが増大し
た。この原因はキャリアフィルムの劣化と考えられる。
テストは２００枚のウェハ処理後に終了した。
【００６６】キャリアフィルムの劣化はリサイクル済み
スラリーの利用とは無関係であった。この理由は、２つ
のモニタを用いて１０枚の追加ウェハを１００％新しい
スラリーを用いて処理した場合でも同様の劣化を示した
ためである。テスト１の結果を表１に示す。除去速度
（Ｒ．Ｒ．）は１分あたりのオングストローム（Å／
分）で示し、非均一性は１シグマ標準偏差について％で
示す。
スラリーの利用とは無関係であった。この理由は、２つ
のモニタを用いて１０枚の追加ウェハを１００％新しい
スラリーを用いて処理した場合でも同様の劣化を示した
ためである。テスト１の結果を表１に示す。除去速度
（Ｒ．Ｒ．）は１分あたりのオングストローム（Å／
分）で示し、非均一性は１シグマ標準偏差について％で
示す。
【００６７】
【表１】 例２．第２のテストは、新しいパッドおよび新しいキャ
リアフィルムを用いて開始した。カセット（ウェハ２０
枚入り、ウェハ１０枚ごとに２つの新品ＴＯＸモニタ）
ごとにリサイクル済みスラリーと新しいＳＳ１２スラリ
ーとを交互に用いて、処理を行った。分析用にスラリー
のサンプルを定期的に採取した。第３日目には１００枚
のウェハが処理され、第４日目にはもう１００枚が処理
された。このテストでは、除去速度およびＷＩＷＮＵは
安定したままだった。表２はテスト２の結果を示す。除
去速度におけるウェハ間の非均一性（ＷＴＷＮＵ）も記
載した。
リアフィルムを用いて開始した。カセット（ウェハ２０
枚入り、ウェハ１０枚ごとに２つの新品ＴＯＸモニタ）
ごとにリサイクル済みスラリーと新しいＳＳ１２スラリ
ーとを交互に用いて、処理を行った。分析用にスラリー
のサンプルを定期的に採取した。第３日目には１００枚
のウェハが処理され、第４日目にはもう１００枚が処理
された。このテストでは、除去速度およびＷＩＷＮＵは
安定したままだった。表２はテスト２の結果を示す。除
去速度におけるウェハ間の非均一性（ＷＴＷＮＵ）も記
載した。
【００６８】
【表２】 本発明を利用して、４日間にわたってウェハ４００枚を
テストした結果、１００％新しいスラリーを使用した場
合とほぼ同じ実績をあげつつ、新しいスラリー使用量を
２００ｍｌ／分から４０ｍｌ／分へと大幅に節約したこ
とがわかる。
テストした結果、１００％新しいスラリーを使用した場
合とほぼ同じ実績をあげつつ、新しいスラリー使用量を
２００ｍｌ／分から４０ｍｌ／分へと大幅に節約したこ
とがわかる。
【００６９】以上、本発明を説明したが、本発明の範囲
内で様々な変形が可能である。例えば、本発明の一実施
形態では蠕動ポンプを使用したが、他のタイプのポンプ
でもよい。また、ウェハ上に薄膜を設けたウェハについ
て説明したが、本発明のリサイクルシステムは、裸ウェ
ハに対しても研磨および平坦化を良好に行うことができ
る。また、本発明は、フラットパネルディスプレイ用の
材料の平坦化といった他の技術にも適用できる。これ以
外の本発明の適用例は、ハードディスクドライブ表面上
のガラス、プラスチック、非電着性金属析出ニッケル、
印刷回路用多層セラミックパッケージ、およびチップ担
体等である。また本発明は、あらゆるタイプのスラリー
のリサイクルに使用でき、ＣＭＰ装置においてスラリー
以外の化学物質のリサイクルにも使用できる。本装置
は、フィルタなしでも、または再生用化学物を添加しな
くても良好に機能する。本発明のこのように非常に単純
な形状において、キャッチリング中の使用済みスラリー
と新しいスラリーとの混合、および混合物のパッドへの
返却が、ＣＭＰ研磨において納得のいくレベルで機能す
ることが示されている。リサイクルされたスラリーの代
わりに回収したスラリーをろ過することにより、ろ過す
べき材料の量を抑えることができる。回収管および供給
管は、一方端部が開いているものではなく、長さに沿っ
て複数の穴を有してスラリーの回収または供給を行うよ
うにしてもよい。回転パッドにはキャッチリングが利用
されるが、キャッチリングと同様の装置を振幅パッドま
たはベルトに使用することもできる。ただしかかる装置
はパッドまたはベルトと一緒に移動する必要はない。ま
た、下部に研磨表面を備えた保持リングを調整装置とし
て使用することもできる。
内で様々な変形が可能である。例えば、本発明の一実施
形態では蠕動ポンプを使用したが、他のタイプのポンプ
でもよい。また、ウェハ上に薄膜を設けたウェハについ
て説明したが、本発明のリサイクルシステムは、裸ウェ
ハに対しても研磨および平坦化を良好に行うことができ
る。また、本発明は、フラットパネルディスプレイ用の
材料の平坦化といった他の技術にも適用できる。これ以
外の本発明の適用例は、ハードディスクドライブ表面上
のガラス、プラスチック、非電着性金属析出ニッケル、
印刷回路用多層セラミックパッケージ、およびチップ担
体等である。また本発明は、あらゆるタイプのスラリー
のリサイクルに使用でき、ＣＭＰ装置においてスラリー
以外の化学物質のリサイクルにも使用できる。本装置
は、フィルタなしでも、または再生用化学物を添加しな
くても良好に機能する。本発明のこのように非常に単純
な形状において、キャッチリング中の使用済みスラリー
と新しいスラリーとの混合、および混合物のパッドへの
返却が、ＣＭＰ研磨において納得のいくレベルで機能す
ることが示されている。リサイクルされたスラリーの代
わりに回収したスラリーをろ過することにより、ろ過す
べき材料の量を抑えることができる。回収管および供給
管は、一方端部が開いているものではなく、長さに沿っ
て複数の穴を有してスラリーの回収または供給を行うよ
うにしてもよい。回転パッドにはキャッチリングが利用
されるが、キャッチリングと同様の装置を振幅パッドま
たはベルトに使用することもできる。ただしかかる装置
はパッドまたはベルトと一緒に移動する必要はない。ま
た、下部に研磨表面を備えた保持リングを調整装置とし
て使用することもできる。
【図１】 従来技術に従って構成された研磨ヘッドの図
である。
である。
【図２】 本発明に従って構成されたＣＭＰ装置におい
てスラリーを再循環させる様子を示す図である。
てスラリーを再循環させる様子を示す図である。
【図３】 本発明に従うスラリー再循環装置用の研磨パ
ッドおよびキャッチリングの断面図である。
ッドおよびキャッチリングの断面図である。
【図４】 キャッチリングのオーバフローを示す図であ
る。
る。
【図５】 本発明に従うリサイクル工程のフローチャー
トである。
トである。
１０ 半導体ウェハ、１１ 研磨パッド、１２ 担体、
１７ スラリー、２３キャッチリング、３５ トラフ、
４１ 回収管、４７ 混合マニホールド、４９ 熱交換
器、５１、５２、５３ センサ、５６ フィルタ。
１７ スラリー、２３キャッチリング、３５ トラフ、
４１ 回収管、４７ 混合マニホールド、４９ 熱交換
器、５１、５２、５３ センサ、５６ フィルタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド エイ クリュリク アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン クレメンテ ヴィア ピンポロ 1924 (72)発明者 シー ランデル ハーウッド アメリカ合衆国 アリゾナ州 テンポ イ ースト キャレ デ アルコス 88
Claims (31)
- 【請求項１】 研磨パッドを含む化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）装置において、 前記研磨パッドを少なくとも部分的に取り囲み、使用済
みスラリーが前記研磨パッドから流れ出ると前記使用済
みスラリーを受けて収容するキャッチリングと、 前記キャッチリングから前記使用済みスラリーの一部を
その第１の端部を介して回収する第１の管と、 前記第１の管に接続された第１入力と、新しいスラリー
源に接続する第２入力とを備え、前記第１および第２入
力へ供給される流体を混合して、リサイクルされたスラ
リーを生成する混合マニホールドと、 前記混合マニホールドの出力に接続されて、前記リサイ
クルされたスラリーを前記研磨パッドへ戻す第２の管
と、を含む装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＣＭＰ装置であって、
前記第１と第２の管の間に接続されて、前記キャッチリ
ングから使用済みスラリーを１分間に所定容量だけ回収
するポンプをさらに含むことを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載のＣＭＰ装置であって、
前記リサイクルされたスラリーの特性を測定する少なく
とも１つのセンサをさらに含むことを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載のＣＭＰ装置であって、
前記スラリーの温度調節用の熱交換器をさらに含むこと
を特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載のＣＭＰ装置であって、
前記リサイクルされたスラリーから汚染粒子を除去する
フィルタをさらに含むことを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項２に記載のＣＭＰ装置であって、
前記混合マニホールドは、前記使用済みスラリーの再生
用化学物質源に接続する第３入力をさらに含むことを特
徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載のＣＭＰ装置であって、
前記混合マニホールドは、水源に接続する第４入力をさ
らに含むことを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載のＣＭＰ装置であって、
前記第２入力に接続される第１バルブと、前記第３入力
に接続される第２バルブと、前記第４入力に接続される
第３バルブとをさらに含み、前記バルブ群は前記混合マ
ニホールドへの流体流量を調節することを特徴とする装
置。 - 【請求項９】 請求項８に記載のＣＭＰ装置において、
前記リサイクルされたスラリーの容量は、前記所定容量
より多いことを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のＣＭＰ装置におい
て、前記リサイクルされたスラリーの容量は、前記所定
容量より１０％〜３３％多いことを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項８に記載のＣＭＰ装置におい
て、前記第１および第２バルブは閉じられており、かつ
前記第３バルブが開いた状態で前記研磨パッドを水です
すぎ、かつ前記ポンプは、前記キャッチリングから前記
すすぎ水を前記１分間の所定容量だけ回収することを特
徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載のＣＭＰ装置におい
て、前記混合マニホールドからの前記すすぎ水の容量
は、前記所定容量より多いことを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載のＣＭＰ装置におい
て、前記混合マニホールドからの前記すすぎ水の容量
は、前記所定容量より１０％〜３３％多いことを特徴と
する装置。 - 【請求項１４】 請求項１１に記載のＣＭＰ装置であっ
て、前記研磨パッドを係合し、前記研磨パッドを横切っ
て水が流れる間に前記研磨パッドを洗浄する調整装置を
さらに含むことを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１に記載のＣＭＰ装置におい
て、前記キャッチリングは、前記使用済みスラリーを受
けるトラフを含み、前記第１の管の前記第１の端部は前
記トラフ中にあることを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 研磨パッドにスラリーが供給されるＣ
ＭＰ装置におけるスラリーのリサイクル方法であって、 前記研磨パッドをキャッチリングで少なくとも部分的に
取り囲み、前記研磨パッドから流れ出るスラリーを回収
するステップと、 前記キャッチリングから使用済みスラリーを回収するス
テップと、 前記使用済みスラリーを新しいスラリーと混合してリサ
イクルされたスラリーを生成するステップと、 前記リサイクルされたスラリーを前記研磨パッドへ戻す
ステップと、を含む方法。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の方法において、前
記回収ステップは、前記研磨パッドから流れ出るスラリ
ー全量より少ない量だけ回収することを特徴とする方
法。 - 【請求項１８】 請求項１６に記載の方法において、前
記キャッチリングから回収される使用済みスラリーの１
分間あたりの容量は、前記研磨パッドへ戻されるリサイ
クルされたスラリーの１分間あたりの容量より少ないこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法において、前
記キャッチリングから回収される使用済みスラリーの１
分間あたりの容量は、前記研磨パッドへ戻されるリサイ
クルされたスラリーの１分間あたりの容量より１０％〜
３３％少ないことを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法において、前
記キャッチリングから回収される使用済みスラリーの１
分間あたりの容量は、前記研磨パッドへ戻されるリサイ
クルされたスラリーの１分間あたりの容量より１６％〜
２５％少ないことを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項１６に記載の方法において、前
記混合ステップは、前記使用済みスラリーを新しいスラ
リーおよび水と混合して、リサイクルされたスラリーを
生成するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２２】 請求項１６に記載の方法において、前
記混合ステップは、前記使用済みスラリーを、新しいス
ラリー、再生用化学物質、および水と混合して、リサイ
クルされたスラリーを生成するステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項１６に記載の方法において、前
記混合ステップは、前記使用済みスラリーを新しいスラ
リーおよび再生用化学物質と混合して、リサイクルされ
たスラリーを生成するステップを含むことを特徴とする
方法。 - 【請求項２４】 請求項１６に記載の方法において、前
記スラリーは研磨中に消費される酸化剤を含み、前記混
合ステップは、前記使用済みスラリーを新しいスラリー
および酸化剤と混合して、リサイクルされたスラリーを
生成するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２５】 請求項１６に記載の方法において、前
記混合ステップのあとには、前記リサイクルされたスラ
リーのパラメータをモニタするステップが続くことを特
徴とする方法。 - 【請求項２６】 請求項２５に記載の方法において、前
記パラメータは温度であり、前記モニタステップは、前
記リサイクルされたスラリーの温度を所定範囲内に維持
するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２７】 請求項２５に記載の方法において、前
記パラメータはｐＨであり、前記混合ステップは、前記
使用済みスラリーにアルカリまたは酸を加えて、前記リ
サイクルされたスラリーのｐＨを所定範囲内に維持する
ステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２８】 請求項２５に記載の方法において、前
記パラメータは導電率であり、前記混合ステップは、前
記使用済みスラリーにアルカリまたは酸を加えて、前記
リサイクルされたスラリーの導電率を所定範囲内に維持
するステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２９】 研磨パッドにすすぎ水が供給されるＣ
ＭＰ装置におけるすすぎ水のリサイクル方法であって、
前記研磨パッドをキャッチリングで少なくとも部分的に
取り囲み、前記研磨パッドから流れ出るすすぎ水を回収
するステップと、 前記キャッチリングからすすぎ水を回収するステップ
と、 前記すすぎ水を前記研磨パッドへ戻すステップと、を含
む方法。 - 【請求項３０】 請求項２９に記載の方法において、前
記回収ステップは、前記研磨パッドから流れ出るすすぎ
水全量より少ない量だけ回収することを特徴とする方
法。 - 【請求項３１】 請求項２９に記載の方法であって、 前記すすぎ水が前記研磨パッド上に流れている間に、前
記研磨パッドの調整を行うステップと、前記戻しステッ
プの前に前記すすぎ水をろ過するステップと、をさらに
含むことを特徴とする方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US08/681,794 US5664990A (en) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | Slurry recycling in CMP apparatus |
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| EP (1) | EP0822033A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1058314A (ja) |
| KR (1) | KR980011959A (ja) |
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