KR101723981B1 - 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치 - Google Patents
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Abstract
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치는, 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 상기 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 상기 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 상기 용액의 순환유로를 통해 각각 계속 측정하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 입력 받은 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도 및 상기 흡광도를 분석하여 상기 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부를 포함하고, 상기 농도 측정부는, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어, 상기 식 1 내지 식 3의 3개의 식을 조합하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 측정하고, 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 다중 회귀 분석하는 것에 의하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 동시에 측정하며, 상기 식 1 내지 식 3은 각각 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대한 다음의 일차식이고,
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
Description
본 발명은 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치에 관한 것이다.
반도체 소자가 미세화, 고밀도화 및 다층 구조화됨에 따라 보다 미세한 패턴 형성 기술이 사용되며 반도체 소자의 표면 구조가 복잡해지고 층간 절연막들의 단차도 커지고 있다. 따라서, 반도체 기판 상에 형성된 특정한 막에서의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 대표적으로 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 함) 공정이 이용된다.
CMP 공정이란 웨이퍼 표면을 연마패드와 슬러리를 이용하여 평탄화 시키는 방법으로서, 좀 더 구체적으로, 연마패드 및 웨이퍼를 접촉하여 연마패드와 웨이퍼를 회전 및 직선 운동을 혼합한 오비탈 운동을 실시하면서 연마제가 포함된 슬러리를 이용하여 연마하는 공정이다. CMP 공정에 사용되는 슬러리의 구성은 크게 물리적 작용을 하는 연마 입자와 화학적 작용을 하는 에천트(etchant)등의 화합물의 혼합물로 구성되어 있다.
반도체, LCD, LED, 태양광 같은 산업의 제조 공정에서 CMP 공정은 최근에 그 중요도가 매우 커지고 있는 공정이다. CMP에 사용되는 슬러리는 CMP공정에 있어서 매우 중요한 물질인데, 대부분 물과 과산화수소의 혼합용액에 산포되어 공급되고 있다. 이때 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도는 CMP공정에 매우 중요한 영향을 미치기 때문에 과산화수소 및 슬러리의 농도 관리는 매우 중요한 공정 관리 포인트이다.
지금까지의 반도체 산업 현장에서 사용되는 슬러리 용액의 측정방법은 한가지 측정 원리만 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 지금까지의 반도체 산업 현장에서 사용되는 슬러리 용액의 측정방법은 초음파 원리 한 가지만 사용하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도만 측정하였다. 그러나 초음파 원리만 사용하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도를 측정 시, 슬러리의 농도가 과산화수소의 농도 측정에 영향을 주는 현상이 발생한다. 즉, 과산화수소의 농도가 일정하게 유지되어도 슬러리의 농도가 변하면 과산화수소의 농도 측정에 오차가 발생하는 것이다. 또한, 지금까지의 반도체 산업 현장에서 사용되는 슬러리 용액의 측정방법에서는 슬러리 용액 내의 슬러리의 농도는 측정되지 아니하고 있었다.
실시 형태는 CMP장치에 슬러리 용액을 공급함에 있어 슬러리 용액 내에 들어있는 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 동시에 실시간으로 측정하는 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 실시 형태는 측정된 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 이용하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 조절하는 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치는, 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 상기 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 상기 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 상기 용액의 순환유로를 통해 각각 계속 측정하는 센서부; 및 상기 센서부로부터 입력 받은 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도 및 상기 흡광도를 분석하여 상기 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부를 포함하고, 상기 농도 측정부는, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어, 상기 식 1 내지 식 3의 3개의 식을 조합하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 측정하고, 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 다중 회귀 분석하는 것에 의하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 동시에 측정하며, 상기 식 1 내지 식 3은 각각 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대한 다음의 일차식이고,
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
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한편, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치는, 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 상기 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 상기 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 상기 용액의 순환유로를 통해 각각 계속 측정하는 센서부; 상기 센서부로부터 입력 받은 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도 및 상기 흡광도를 분석하여 상기 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부; 및 상기 농도 측정부로부터 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 입력 받고, 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 있도록 상기 과산화수소의 양, 상기 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절하는 농도 조절부를 포함하고, 상기 농도 측정부는, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어, 상기 식 1 내지 식 3의 3개의 식을 모두 조합하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 측정하고, 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 다중 회기 분석하는 것에 의하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 동시에 측정하며, 상기 식 1 내지 식 3은 각각 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대한 다음의 일차식이고,
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는 상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고, 상기 농도 측정부는 상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고, 상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성한다.
여기서, 상기 농도 조절부는, 입력 받은 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 상기 소정 범위와 비교하여 조절하고자 하는 상기 과산화수소의 양, 상기 슬러리의 양 및 상기 물의 양을 계산하는 제어부, 상기 제어부의 계산에 따라 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급부, 상기 제어부의 계산에 따라 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 상기 제어부의 계산에 따라 물을 공급하는 물 공급부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 농도 조절부는 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 입력 받을 수 있다.
여기서, 상기 농도 조절부는 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 조절할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치에 의하면, 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고 전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 분석하기 때문에 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 정확하게 측정할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치에 의하면, 농도 측정부에서의 분석은, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어 이를 분석하여 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정하기 때문에 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치에 의하면, 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도는 식 1 및 식 2의 조합, 식 2 및 식 3의 조합, 식 1 및 식 3의 조합 또는 식 1 내지 식 3의 조합 중 어느 하나로 측정되기 때문에 슬러리 용액의 종류에 상관없이 사용될 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치에 의하면, 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도는 다중 회귀분석을 통하여 측정되기 때문에 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 보다 더 정확하게 측정할 수 있고, 실시간으로 측정할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치에 의하면, 센서부, 농도 측정부 및 농도 조절부를 포함하기 때문에, 실시간으로 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정할 수 있으며, 실시간으로 측정된 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도에 대응하여 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절하여 슬러리 용액의 농도를 소정 범위 내에 있도록 유지할 수 있다. 이에 따라 CMP공정에 사용되는 슬러리 용액의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 일정하게 유지하여 CMP공정에서의 불량을 방지할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치에 의하면, 입력 받은 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 소정 범위와 비교하여 조절하고자 하는 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양을 계산하는 제어부와, 제어부의 계산에 따라 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급부, 제어부의 계산에 따라 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및 제어부의 계산에 따라 물을 공급하는 물 공급부를 포함하기 때문에, 보다 정확하게 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 조절할 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치에 의하면, 농도 조절부는 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 조절하기 때문에 CMP공정에 사용되는 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 일정하게 유지하여 CMP공정에서의 불량을 더욱 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치가 적용된 CMP 공정 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 농도 조절부와 제조조의 개략도이다.
도 5는 슬러리 용액의 자연 증발 시의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 슬러리 용액에 슬러리만을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 슬러리 용액에 물을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 농도 조절부와 제조조의 개략도이다.
도 5는 슬러리 용액의 자연 증발 시의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 슬러리 용액에 슬러리만을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 슬러리 용액에 물을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
후술하는 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
<제1 실시 형태>
반도체 CMP공정에서 주로 사용되는 슬러리 용액은 과산화수소와 슬러리 두 가지를 포함한다. 과산화수소는 주로 화학적인 반응을 하며 클리닝 역할을 한다. 슬러리는 물리적(기계적)으로 폴리싱 역할을 한다. 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도는 CMP 공정을 하는 막에 대응하여 달라진다. 특히 슬러리의 경우에는 CMP공정에 따라 슬러리의 농도뿐만 아니라 슬러리의 종류도 달라진다. 이와 같이 CMP에 사용되는 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도 및 슬러리의 종류는 다를 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치가 적용된 CMP 공정 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치가 적용된 CMP 공정 시스템은, 소정 농도의 슬러리 용액을 제조하는 제조조(10)와, 슬러리 용액을 공급받아 CMP 공정을 수행하는 CMP 장비(20)와, 제조조(10)의 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정하는 농도 측정장치(80)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치가 적용된 CMP 공정 시스템은 제조조(10)의 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 조절하는 농도 조절부(90)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치(80)는 센서부(51)와 농도 측정부(55)를 포함한다. 센서부(51)는 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서(52), 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서(53), 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서(54)를 포함한다. 농도 측정부(55)는 센서부(51)로부터 입력 받은 전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 분석하여 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정한다.
구체적으로, 농도 측정부(55)는 제1 내지 제3 센서(52, 53, 54) 각각에 구동신호(52a, 53a, 54a)를 보내고, 제1 내지 제3 센서(52, 53, 54)로부터 입력 받은 데이터(52b, 53b, 54b)를 분석하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정한다. 여기서, 제1 센서는 용액의 전도도 측정 센서, 제2 센서는 용액의 초음파 전파 속도 측정 센서, 제3 센서는 용액의 UV 흡수 측정 센서이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제조조(10)의 슬러리 용액은 농도 측정장치(80)의 센서부(51)와 제조조(10) 사이에서 순환유로(60)를 따라 흐른다. 센서부(51)의 제1 내지 제3 센서(52, 53, 54)는 순환유로(60)를 따라 흐르는 슬러리 용액의 전기전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 각각 측정한다. 여기서, 이해의 증진을 위해 순환유로(60) 내의 과산화수소는 빗금 패턴의 원으로 도시하였고, 슬러리는 점 패턴의 원으로 도시하였다.
구동신호(52a, 53a, 54a)를 수신한 제1 내지 제3 센서(52, 53, 54)는 각각 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도 측정을 위한 신호를 슬러리 용액으로 보내고, 돌아오는 신호를 받아서 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정한다. 예를 들면, 제1 센서(52)는 슬러리 용액의 전기전도도를 측정하기 위하여 슬러리 용액에 전기신호를 보내고, 제2 센서(53)는 슬러리 용액에서의 초음파 전파 속도를 측정하기 위하여 슬러리 용액에 초음파 신호를 보내고, 제3 센서(54)는 슬러리 용액의 흡광도를 측정하기 위하여 슬러리 용액에 UV 광원신호를 보낸다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 센서(52)는 슬러리 용액 내에 존재하는 용질의 물성이나 양에 의해 전기 전도도가 변하는 것을 측정할 수 있다. 여기서, 제1 센서(52)는 이온의 농도나 세기에 큰 영향을 받으며 비전도성 물질의 농도 변화는 쉽게 감지하지 못한다. 제2 센서(53)는 슬러리 용액 내에 존재하는 용질의 물성이나 양에 의해 초음파 신호가 간섭 받아 그 속도나 크기가 변하는 현상을 측정할 수 있다. 여기서, 제2 센서(53)는 입자의 크기나 밀도에 큰 영향을 받는다. 제3 센서(54)는 슬러리 용액 내에 존재하는 용질의 물성이나 양에 의해 빛의 신호가 간섭 받아 빛의 반사각, 세기, 양 등이 변하는 현상, 또는 분광현상이 일어나는 것을 측정할 수 있다. 여기서, 제3 센서(54)는 용질이 가진 고유의 물리적, 에너지 특성에 영향을 받는다. 이러한 광원의 소재는 다양하며, 광원에 따라 다양한 대응이 가능하다.
도 2를 참조하면, 농도 측정장치(80)의 농도 측정부(55)는 센서부(51)에서 측정된 슬러리 용액의 전기전도도 데이터(52b), 초음파 전파 속도 데이터(53b), 흡광도 데이터(54b)를 입력 받는다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치는 슬러리 용액의 전기전도도 데이터(52b), 초음파 전파 속도 데이터(53b), 흡광도 데이터(54b)를 다중 회귀분석을 하여 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도를 구할 수 있다. 구체적으로, 실시 형태에 따른 농도 측정부(55)는 센서부(51)에서 측정된 전기전도도 데이터(52b), 초음파 전파 속도 데이터(53b), 흡광도 데이터(54b)와 슬러리 용액의 과산화수소의 농도와의 미리 구해진 소정의 관계와, 측정된 전기전도도 데이터(52b), 초음파 전파 속도 데이터(53b), 흡광도 데이터(54b)와 슬러리 용액의 슬러리의 농도와의 미리 구해진 소정의 관계에 의하여, 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도를 측정할 수 있다. 여기서, 미리 구해진 소정의 관계는 농도 측정부(55)에 사전에 데이터베이스화되어 저장된 것일 수 있다.
보다 구체적으로, 과산화수소의 농도를 X라고 하고, 슬러리의 농도를 Y라고 하면 전기전도도 데이터(52b)와 과산화수소의 농도(X) 및 슬러리의 농도(Y)의 소정의 관계는 아래 식 1로 나타낼 수 있다.
<식 1>
AX +BY = 0
여기서, A는 과산화수소의 농도(X)의 계수이고, B는 슬러리의 농도(Y)의 계수로 전기전도도 데이터(52b)에 따라 그 수치가 변한다.
또한, 초음파 전파 속도 데이터(53b)와 과산화수소의 농도(X) 및 슬러리의 농도(Y)의 소정의 관계는 아래 식 2로 나타낼 수 있다.
<식 2>
A'X + B'Y = 0
여기서, A'는 과산화수소의 농도(X)의 계수이고, B'는 슬러리의 농도(Y)의 계수로 초음파 전파 속도 데이터(53b)에 따라 그 수치가 변한다.
그리고 흡광도 데이터(54b)와 과산화수소의 농도(X) 및 슬러리의 농도(Y)의 소정 관계는 아래 식 3으로 나타낼 수 있다.
<식 3>
A''X + B''Y = 0
여기서, A''는 과산화수소의 농도(X)의 계수이고, B''는 슬러리의 농도(Y)의 계수로 흡광도 데이터(54b)에 따라 그 수치가 변한다.
이와 같이 과산화수소의 농도(X)와 슬러리의 농도(Y)는 3개의 식으로 나타낼 수 있기 때문에, 식 1 및 식 2의 조합, 식 2 및 식 3의 조합, 식 1 및 식 3의 조합 또는 식 1 내지 식 3의 조합 중 어느 하나로 과산화수소의 농도(X)와 슬러리의 농도(Y)가 측정될 수 있다.
일 예로, 전도도를 나타내는 슬러리를 이용할 경우, 식 1을 X의 관한 식으로 정리한 후, 식 2에 X를 대입하면 미지수가 Y 하나인 식을 얻을 수 있다. 따라서, 미지수가 Y 하나인 식을 정리하면, 슬러리의 농도(Y)를 알 수 있다. 그 후, 슬러리의 농도(Y)를 식 1 또는 식 2에 대입하면 미지수가 X 하나인 식을 얻을 수 있다. 따라서, 미지수가 X 하나인 식을 정리하면, 과산화수소의 농도(X)를 알 수 있다.
다른 일 예로, 전도도를 나타내지 않는 슬러리를 이용할 경우, 식 2을 X의 관한 식으로 정리한 후, 식 3에 X를 대입하면 미지수가 Y 하나인 식을 얻을 수 있다. 따라서, 미지수가 Y 하나인 식을 정리하면, 슬러리의 농도(Y)를 알 수 있다. 그 후, 슬러리의 농도(Y)를 식 2 또는 식 3에 대입하면 미지수가 X 하나인 식을 얻을 수 있다. 따라서, 미지수가 X 하나인 식을 정리하면, 과산화수소의 농도(X)를 알 수 있다.
실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치(80)는 센서부(51)로부터 입력 받은 전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 순환유로(60)를 통해 계속 측정하기 때문에 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치(80)는 서로 다른 센서로부터 측정된 슬러리 용액의 전기전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도 데이터를 다중 회귀 분석하는 것에 의하여 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정하고 있기 때문에 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 동시에 측정할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치(80)는 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 이용하여 측정된 전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 분석하고 있기 때문에 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치는 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 동시에 측정할 수 있고, 이를 통해 슬러리의 농도 변화가 과산화수소의 농도 측정에 오계측을 유도하는 것을 방지 함으로써, 정확한 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 동시에 측정할 수 있다.
또한, 농도 측정부(55)에서의 분석은, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 과산화수소의 농도, 슬러리의 농도 및 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어 이를 분석하여 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정하기 때문에 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 보다 정확하게 측정할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치는 농도 측정장치(80)와 농도 조절부(90)를 포함한다. 농도 측정장치(80)는 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서(52), 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서(53) 및 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서(54)를 포함하는 센서부(51)와 센서부(51)로부터 입력 받은 전도도 데이터(52b), 초음파 전파 속도 데이터(53b) 및 흡광도 데이터(54b)를 분석하여 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부(55)를 포함한다. 농도 조절부(90)는 농도 측정장치(80)로부터 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 입력 받고, 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 있도록 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절한다.
농도 조절부(90)에 대한 설명은 이하 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.
<제2 실시 형태>
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치 및 이 농도 측정장치가 적용된 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치의 개략도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치(80)는 센서부(51)와 농도 측정부(55)와 표시부(58)를 포함한다. 센서부(51)는 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서(52), 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서(53) 및 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서(54)를 포함한다. 농도 측정부(55)는 센서부(51)로부터 입력 받은 전도도, 초음파 전파 속도 및 흡광도를 분석하여 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정한다. 표시부(58)는 농도 측정부(55)로부터 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도를 입력 받아 이를 표시한다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치는 농도 측정장치(80)와 농도 조절부(90)를 포함한다. 농도 조절부(90)는 농도 측정장치(80)로부터 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 입력 받고, 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 있도록 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절한다.
여기서, 센서부(51) 및 농도 측정부(55)에 대한 설명은 제1 실시 형태에서 이미 설명하였기 때문에 생략하도록 하고, 이하에서는 표시부(58)에 대해서만 설명하도록 한다.
표시부(58)는 슬러리 용액의 농도 조절을 위하여 농도 측정부(55)으로부터 입력된 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도를 표시할 수 있다.
이와 같이, 제2 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치는 표시부(58)가 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 및 슬러리의 농도를 입력 받아 이를 표시함에 따라, 사용자가 슬러리 용액의 상태를 확인할 수 있는 이점이 있다.
이하, 농도 조절부의 설명은 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에 마찬가지로 적용된다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 농도 조절부와 제조조의 개략도이다.
도 4를 참조하면, 농도 조절부(90)는 제어부(91), 과산화수소 공급부(92), 슬러리 공급부(93) 및 물 공급부(94)를 포함할 수 있다. 제어부(91)는 입력 받은 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 소정 범위와 비교하여 조절하고자 하는 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양을 계산한다. 과산화수소 공급부(92)는 제어부(91)의 계산에 따라 과산화수소를 공급한다. 과산화수소 공급부(92)는 유로(95)를 통해 제조조(10)와 연결된다. 슬러리 공급부(93)는 제어부(91)의 계산에 따라 슬러리를 공급한다. 슬러리 공급부(93)는 유로(96)를 통해 제조조(10)와 연결된다. 물 공급부(94)는 제어부(91)의 계산에 따라 물을 공급한다. 물 공급부(94)는 유로(97)를 통해 제조조(10)와 연결된다.
농도 조절부(90)는 농도 측정부(55)로부터 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 입력 받고, 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 있도록 제조조(10)와 각각 연결된 과산화수소 공급부(92), 슬러리 공급부(93) 및 물 공급부(94)를 통해 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절할 수 있다. 여기서, 농도 조절부(90)가 농도 측정부(55)로부터 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 입력 받는 것은 실시간으로 입력 받는 것일 수 있다. 또한, 농도 조절부(90)가 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 조절하는 것은 실시간으로 조절하는 것일 수 있다. 그리고 과산화수소의 농도의 소정 범위와 슬러리 농도의 소정 범위는 농도 조절부(90)에 사전에 저장될 수 있고, 과산화수소의 농도의 소정 범위와 슬러리 농도의 소정 범위는 농도 측정부(55)에 사전에 저장된 후 농도 조절부(90)에 전달될 수 있다.
구체적으로, 제어부(91)는 입력 받은 과산화수소의 농도와 과산화수소의 농도의 소정 범위를 비교하고, 입력 받은 슬러리의 농도와 슬러리의 농도의 소정 범위를 비교한다. 이때, 입력 받은 과산화수소의 농도가 과산화수소의 농도의 소정 범위 내에 없다면, 과산화수소의 농도가 과산화수소의 농도의 소정 범위 내에 있도록 제조조(10)에 공급할 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양을 계산할 수 있다. 또한, 입력 받은 슬러리의 농도가 슬러리의 농도의 소정 범위 내에 없다면, 슬러리의 농도가 슬러리의 농도의 소정 범위 내에 있도록 제조조(10)에 공급할 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양을 계산할 수 있다.
일 예로, 과산화수소의 농도가 소정 범위 내에 없다면, 과산화수소 공급부(91)에서 제조조(10)로 과산화수소를 공급하여 과산화수소의 농도를 증가시키거나 물 공급부(93)에서 물을 공급하여 과산화수소의 농도를 감소시킬 수 있고, 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 없다면, 슬러리 공급부(92)에서 제조조(10)로 슬러리를 공급하여 슬러리의 농도를 증가시키거나 물 공급부(93)에서 물을 공급하여 물의 슬러리의 농도를 감소시킬 수 있다.
CMP공정 중 과산화수소의 농도나 슬러리의 농도가 변화하게 되면 CMP공정의 불량이 발생하기 때문에, CMP공정에서 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 일정하게 유지하는 것은 매우 중요한 공정변수이다. 따라서 슬러리 용액을 공급하는 과정에서 슬러리 용액의 정확한 농도 측정과 농도 조절은 매우 중요한 과제라 할 수 있다.
이와 같이, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치는 실시간으로 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 측정할 수 있으며, 실시간으로 측정된 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도에 대응하여 과산화수소의 양, 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절하여 슬러리 용액의 농도를 실시간으로 소정 범위 내에 있도록 유지할 수 있다. 이에 따라 CMP공정에 사용되는 슬러리 용액의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있고, 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 일정하게 유지하여 CMP공정에서의 불량을 방지할 수 있다.
이하에서는, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법과 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정장치를 이용한 측정방법을 비교하도록 한다.
종래의 슬러리의 농도 측정방법은 한 개의 농도 측정 센서로 이루어졌다. 종래의 슬러리의 농도 측정방법 중 대부분의 경우에는 초음파의 전파를 측정하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도만 측정하였다. 종래의 슬러리의 농도 측정방법 일부의 경우에는 굴절율계를 사용하여 슬러리 용액 내의 과산화수소의 농도 측정만 이루어졌다. 그러나 슬러리 용액은 과산화수소와 슬러리를 포함하는 2성분계 용액이기 때문에, 한가지 농도 측정 센서만으로 과산화수소의 농도만을 측정한다 하더라도, 슬러리의 농도에 따라 과산화수소의 농도 측정이 영향을 받게 되어 정확히 측정되기 어려웠다. 즉, 동일한 과산화수소의 농도라 하더라고 슬러리의 농도가 변화함에 따라 과산화수소의 농도 측정이 다르게 측정이 되는 것이다.
도 5는 슬러리 용액의 자연 증발 시의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기서, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법의 결과는 H2O2[1]으로 가운데 표시된 선이고, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법의 결과는 H2O2[2]로 가장 아래에 표시된 선이고, 슬러리의 농도는 Slurry로 가장 위에 표시된 선이다.
도 5는 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 측정 시 슬러리의 농도 변화에 따라 과산화수소의 농도 측정의 오계측이 발생하는 것을 알 수 있는 일 예시이다. 일정량의 슬러리 용액을 자연 증발 시 슬러리 용액 내의 과산화수소와 물이 증발하고 슬러리는 농축된다. 도 5를 참조하면, 실제 과산화수소의 증발과 슬러리 농축으로 인해 과산화수소의 농도가 엷어지는데 반해 종래의 측정방법으로는 과산화수소의 농도가 증가하는 것으로 측정된다. 이는 슬러리의 농도가 과산화수소의 농도 측정에 영향을 미치기 때문이다. 본 발명에 따른 측정방법에서는 실제 농도와 유사한 결과를 보인다.
이와 같이, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 오계측이 발생하는데 반해, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법은 슬러리가 함유된 상태에서 증발이 발생해도 정확한 농도 측정이 가능한 이점이 있다.
도 6은 슬러리 용액에 슬러리만을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기서, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법의 결과는 H2O2[1]으로 가운데 표시된 선이고, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법의 결과는 H2O2[2]로 가장 아래에 표시된 선이고, 슬러리의 농도는 Slurry로 가장 위에 표시된 선이다. 또한, 실제 농도는 중화 분석을 이용하여 측정하였다.
도 6은 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 측정 시 슬러리의 농도 변화에 따라 과산화수소의 농도 측정의 오계측이 발생하는 것을 알 수 있는 다른 예시이다. 일정량의 과산화수소를 유지하고 슬러리만 첨가하게 되면 과산화수소의 농도는 유지되고 슬러리의 농도만 증가하는 것으로 측정되어야 한다. 하지만, 도 6을 참조하면, 과산화수소는 유지되고 슬러리의 농도만 증가하기 때문에 실제 과산화수소의 농도는 떨어지는 것으로 측정되어야 하는데 반해 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 과산화수소의 농도가 증가하는 것으로 측정된다. 이에 반해, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법은 실제 농도와 거의 근접한 결과를 보여주고 있다.
이와 같이, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 오계측이 발생하는데 반해, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법은 슬러리의 농도가 변화하여도 정확한 과산화수소의 농도 측정이 가능한 이점이 있다.
도 7은 슬러리 용액에 물을 첨가하는 경우의 과산화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기서, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법의 결과는 H2O2[1]으로 가운데 표시된 선이고, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법의 결과는 H2O2[2]로 가장 위에 표시된 선이고, 슬러리의 농도는 Slurry로 가장 아래에 표시된 선이다. 또한, 실제 농도는 중화 분석을 이용하여 측정하였다.
도 7은 슬러리 용액의 과산화수소의 농도 측정 시 물의 농도 변화에 따라 과산화수소의 농도 측정의 오계측이 발생하는 것을 알 수 있는 또 다른 예시이다. 도 7을 참조하면, 일정량의 과산화수소와 슬러리에 순수한 물(DI water)만 첨가하게 되면 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 과산화수소의 농도가 많이 떨어지게 측정되지만, 실제 과산화수소의 농도의 감소량은 매우 적다. 즉, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 측정 오차가 발생하게 되는 것이다. 이에 반해, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법은 실제 농도와 거의 근접한 결과를 보여주고 있다.
이와 같이, 종래의 초음파의 전파만을 측정하는 측정방법은 부정확한 결과가 나타나는데 반해, 실시 형태에 따른 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치를 이용한 측정방법은 정확한 과산화수소의 농도 측정이 가능한 이점이 있다.
이와 같이 과산화수소와 슬러리의 2성분계의 농도측정에 있어서는 종래의 한가지 측정방법을 사용하게 되면, 과산화수소의 농도 측정 시 슬러리의 농도 변화가 과산화수소의 농도 측정의 오계측을 유도한다. 또한 종래의 측정 방법은 과산화수소의 농도만 측정할 뿐 슬러리의 농도는 측정하지 않았다.
이상에서는 도면 및 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시 형태들은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제조조
20: CMP 장치
51: 센서부
55: 농도 측정부
80: 농도 측정장치
90: 농도 조절부
20: CMP 장치
51: 센서부
55: 농도 측정부
80: 농도 측정장치
90: 농도 조절부
Claims (9)
- 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 상기 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 상기 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 상기 용액의 순환유로를 통해 각각 계속 측정하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 입력 받은 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도 및 상기 흡광도를 분석하여 상기 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부
를 포함하고,
상기 농도 측정부는,
상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어, 상기 식 1 내지 식 3의 3개의 식을 조합하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 측정하고,
상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 다중 회귀 분석하는 것에 의하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 동시에 측정하며,
상기 식 1 내지 식 3은 각각 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대한 다음의 일차식이고,
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는
상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고,
상기 농도 측정부는
상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고,
상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성하는,
슬러리 용액의 농도 측정장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 용액의 전도도를 측정하는 제1 센서, 상기 용액의 초음파 전파 속도를 측정하는 제2 센서 및 상기 용액의 흡광도를 측정하는 제3 센서를 포함하고, 상기 제1 센서, 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서는 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 상기 용액의 순환유로를 통해 각각 계속 측정하는 센서부;
상기 센서부로부터 입력 받은 상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도 및 상기 흡광도를 분석하여 상기 용액 내의 과산화수소의 농도와 슬러리의 농도를 실시간으로 측정하는 농도 측정부; 및
상기 농도 측정부로부터 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 입력 받고, 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도가 소정 범위 내에 있도록 상기 과산화수소의 양, 상기 슬러리의 양 및 물의 양 중 적어도 어느 하나를 조절하는 농도 조절부
를 포함하고,
상기 농도 측정부는,
상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 전도도를 이용하여 식 1을 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 초음파 전파 속도를 이용하여 식 2를 만들고, 상기 과산화수소의 농도, 상기 슬러리의 농도 및 상기 흡광도를 이용하여 식 3을 만들어, 상기 식 1 내지 식 3의 3개의 식을 모두 조합하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 측정하고,
상기 전도도, 상기 초음파 전파 속도, 상기 흡광도를 다중 회기 분석하는 것에 의하여 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 동시에 측정하며,
상기 식 1 내지 식 3은 각각 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대한 다음의 일차식이고,
식 1: AX +BY = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B는 전기전도도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 2: A'X + B'Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B'는 초음파 전파 속도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
식 3: A''X + B''Y = 0
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, A''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 과산화수소의 농도의 계수이고, B''는 흡광도 데이터에 따라 수치가 변하는 상기 슬러리의 농도의 계수임.)
상기 농도 측정부는
상기 식 1 내지 식 3을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도에 대해 정리한 정리식을 다음과 같이 생성하며,
X= f(v, σ, abs)
Y= g(v, σ, abs)
(여기서, X는 상기 과산화수소의 농도이고, Y는 상기 슬러리의 농도이며, v는 상기 초음파 전파 속도 데이터이고, σ는 상기 전기전도도 데이터이며, abs는 상기 흡광도 데이터임.)
상기 농도 측정부는 상기 정리식을 이용하여 상기 과산화수소의 농도 및 상기 슬러리의 농도를 결정적으로 측정하고,
상기 농도 측정부는
상기 슬러리가 전도도를 나타내는 경우에는, 상기 식 1 내지 상기 식 3 중 적어도 2 이상을 이용하여 상기 정리식을 생성하고,
상기 슬러리가 전도도를 나타내지 않는 경우에는, 상기 식 2 및 상기 식 3을 이용하여 상기 정리식을 생성하는,
슬러리 용액의 농도 측정 및 조절장치. - 제6항에 있어서,
상기 농도 조절부는,
입력 받은 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 상기 소정 범위와 비교하여 조절하고자 하는 상기 과산화수소의 양, 상기 슬러리의 양 및 상기 물의 양을 계산하는 제어부,
상기 제어부의 계산에 따라 과산화수소를 공급하는 과산화수소 공급부,
상기 제어부의 계산에 따라 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부 및
상기 제어부의 계산에 따라 물을 공급하는 물 공급부를 포함하는, 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절 장치. - 제6항에 있어서,
상기 농도 조절부는 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 입력 받는, 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절 장치. - 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 농도 조절부는 상기 과산화수소의 농도와 상기 슬러리의 농도를 실시간으로 조절하는, 슬러리 용액의 농도 측정 및 조절 장치.
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|---|---|---|---|---|
| CN111175375A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-19 | 上海联芊电子科技有限公司 | 一种液体检测装置、容纳箱、设备及检测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030087227A (ko) | 2002-05-08 | 2003-11-14 | 삼성전자주식회사 | 금속막의 씨엠피용 슬러리 |
| JP2006184258A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Fuji Kogyo Kk | 超音波濃度演算方法及び装置 |
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| KR20100076829A (ko) * | 2008-12-26 | 2010-07-06 | 주식회사 포스코 | 산세 용액의 산농도 연속 측정 장치 및 방법 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030087227A (ko) | 2002-05-08 | 2003-11-14 | 삼성전자주식회사 | 금속막의 씨엠피용 슬러리 |
| JP2006184258A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Fuji Kogyo Kk | 超音波濃度演算方法及び装置 |
| WO2009149328A2 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Methods and instrumentation for during-synthesis monitoring of polymer functional evolution |
| KR20100076829A (ko) * | 2008-12-26 | 2010-07-06 | 주식회사 포스코 | 산세 용액의 산농도 연속 측정 장치 및 방법 |
| KR20130102184A (ko) * | 2012-03-07 | 2013-09-17 | (주)에스지이앤티 | 포토레지스트를 포함한 현상액의 농도 산출 방법 및 농도 조절 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101944309B1 (ko) | 2018-03-09 | 2019-02-01 | (주)한국에이티아이 | 반도체 cmp 공정 연마제의 측정을 통한 품질 예측 및 조정 통합 시스템 |
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