KR20000048817A - 화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법및 장치 - Google Patents

화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20000048817A
KR20000048817A KR1019990702812A KR19997002812A KR20000048817A KR 20000048817 A KR20000048817 A KR 20000048817A KR 1019990702812 A KR1019990702812 A KR 1019990702812A KR 19997002812 A KR19997002812 A KR 19997002812A KR 20000048817 A KR20000048817 A KR 20000048817A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slurry
administered
controller
amount
meter
Prior art date
Application number
KR1019990702812A
Other languages
English (en)
Inventor
그레고리 에이. 올센
카리 알. 스미쓰
웨인 프렛트
Original Assignee
카리 홀란드
스피드팜-아이피이씨 코포레이션
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
Application filed by 카리 홀란드, 스피드팜-아이피이씨 코포레이션 filed Critical 카리 홀란드
Publication of KR20000048817A publication Critical patent/KR20000048817A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • B24B7/00Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means
    • G01F15/024Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means involving digital counting
    • 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
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • 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
    • B24B57/00Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/8413Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details means for influencing the flowmeter's motional or vibrational behaviour, e.g., conduit support or fixing means, or conduit attachments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/8409Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details
    • G01F1/844Coriolis or gyroscopic mass flowmeters constructional details microfluidic or miniaturised flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/84Coriolis or gyroscopic mass flowmeters
    • G01F1/845Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits
    • G01F1/8468Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits
    • G01F1/8472Coriolis or gyroscopic mass flowmeters arrangements of measuring means, e.g., of measuring conduits vibrating measuring conduits having curved measuring conduits, i.e. whereby the measuring conduits' curved center line lies within a plane

Abstract

연마 및 평탄화 공정 중에 CMP 장치에서의 처리액의 유량을 측정하고 제어하는 방법과 장치를 제공한다. 본 장치는 처리액 공급원, CMP 장치에 용액을 가하기 위한 처리액 투여 시스템, 용액 공급원으로부터 투여 시스템으로 처리액을 이송하는 기구, 및 CMP 장치에 실제 투여된 처리액의 양을 정확하게 측정하기 위한 측정, 즉 감지 시스템을 포함한다. 바람직하게 측정 시스템은 코리올리 매스 플로미터와 그 작동을 제어하는 제어기를 포함한다. 측정 시스템은 용액의 실제 유량이 실시간으로 제어되도록 피드백 루프 구조로 CMP장치 제어기와 인터페이스될 수 있다.

Description

화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법 및 장치{Methods And Apparatus for Measuring and Dispensing Processing Solutions to a CMP Machine}
집적회로의 생산은 고품질 반도체 웨이퍼를 제조하는 것으로부터 시작된다. 웨이퍼 제조공정 중에, 웨이퍼에는 복합적인 마스킹(masking), 에칭(etching), 유전체와 도체의 침적 공정이 수행된다. 이들 집적회로의 생산에 요구되는 고도의 정밀성으로 인하여, 웨이퍼 표면에 구축될 마이크로전자구조의 적절한 정밀도 및 성능을 보장하기 위해서는, 일반적으로 반도체 웨이퍼의 적어도 일측면을 매우 편평하게 할 필요가 있다. 집적회로의 사이즈가 지속적으로 감소되고 있고 단위 집적회로 당 마이크로구조의 수가 증가하고 있기 때문에, 정교한 웨이퍼 표면에 대한 필요성이 더욱 중요시되고 있다. 따라서, 가능한 한 최대한 편평한 표면을 얻기 위하여, 일반적으로 각 공정 사이에 웨이퍼의 표면을 연마하고 평탄화하는 것이 필요시 된다.
화학기계적 평탄화(CMP) 방법 및 장치에 관한 내용은, 1989년 2월 발행 Arai 등의 미합중국 특허 No. 4,805,348; 1992년 3월 발행 Arai등의 미합중국 특허 No. 5,099,614; 1994년 7월 발행 Karlsrud 등의 미합중국 특허 No. 5,329,732; 1996년 3월 발행 Karlsrud의 미합중국 특허 No. 5,498,196; 및 1996년 3월 발행 Karlsrud 등의 미합중국 특허 No. 5,498,199를 참조할 수 있다.
이런 연마방법은 당해 기술분야에 널리 알려져 있으며, 웨이퍼의 일측을 웨이퍼 캐리어(carrier) 또는 척(chuck)의 편평한 표면에 부착하고 웨이퍼의 타측을 편평한 연마표면을 향하여 가압하는 공정을 포함한다. 일반적으로, 연마표면은 예를 들어 세륨 산화물, 알루미늄 산화물, 퓸/침강 실리카(fumed/precipitated silica) 또는 기타 미립자 연마제 등의 노출된 연마제 표면을 가지는 수평의 연마패드를 의미한다. 연마패드는 공지의 기술에 알려지고 시중에서 구입할 수 있는 여러 가지 소재로 형성할 수 있다. 전형적으로, 연마패드로는 미합중국 애리조나주, 스코츠데일 소재의 Rodel Products 사로부터 구입할 수 있는 IC 및 GS 시리즈의 연마패드와 같은 블로운 폴리우레탄(blown polyurethane)을 사용할 수 있다. 연마패드의 경도와 밀도는 연마될 재료에 따른다.
연마 또는 평탄화 공정 중에, 전형적으로 공작물(예, 웨이퍼)은 연마패드가 그 수직축에 대하여 회전하는 동안 연마패드의 표면에 가압된다. 추가하여, 연마의 효과를 높이기 위하여, 웨이퍼를 그 수직축에 대하여 회전시키고 또한 연마패드의 표면 위를 전후로 진동시킬 수 있다.
또한, 평탄화 공정의 연마 중에는, 슬러리(slurry) 용액이 연마 표면에 전형적으로 도입되고, 화학기계적 평탄화("CMP") 공정에 화학성분이 부가된다. 여러 타입의 슬러리 용액이 반도체 웨이퍼를 연마하는 데 사용될 수 있고, 그 대부분은 예를 들어 Rodel, 및 Cabot와 같은 다양한 공급원으로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 일반적으로 사용되는 슬러리의 타입은 연마되는 웨이퍼의 재료층에 따른다. 예를 들어, 어떤 종류의 슬러리는 웨이퍼의 노출된 실리카 표면을 연마하는 데 사용될 수 있고, 다른 종류의 슬러리는 금속 도체층이나 산화 유전체층을 연마하는 데 사용될 수 있다. 또한, 탈염수는 세정을 위한 시스템에 자주 사용된다.
웨이퍼 연마 공정의 비용증가요인 중의 하나는, 슬러리 성분과 탈염수의 소비와 처분에 관련된 환경이다. 따라서 반도체 웨이퍼 제조공정 중 사용되는 슬러리와 탈염수의 양을 정확하게 모니터하고 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 주어진 슬러리 성분의 성질에 대하여, 슬러리 흐름을 정확하고 명료하게 측정하여 산정하는 어떤 장치도 발견되고 있지 않다. 예를 들어, 표준 플라이휠(flywheel) 및 로터(rotor) 형식의 미터(meter)는, 슬러리 용액의 미세한 연마입자가 이들 미터의 기계요소를 고장나게 하고 손상시키는 경향이 있기 때문에 부적합하다. 또한, 미터의 기계요소 상에서 연마입자가 마모됨에 따라, 기계요소에 의해 마모된 입자가 슬러리를 오염시켜서 웨이퍼에 치명적인 손상을 야기한다. 따라서, 비접촉 방식의 유체감지장치가 바람직한 것으로 생각되고 있다.
일반적으로 여러 종류의 비접촉 방식의 유체감지장치가 알려져 있고, 여기에는 전자 유량계(electromagnetic flow meter), 초음파 유량계, 열분산 유량 검출기와 미터, 보텍스 셰딩 미터(vortex shedding meter), 및 홀효과 전자 트랜스듀서(transducer)를 구비한 로타미터(rotameter) 등이 포함된다. 그러나 이들 대부분은 CMP 환경에 있어서 슬러리의 흐름을 측정하기에는 부적합하다.
전자 유량계는 광산산업에 사용되어 광산에 있어서의 대량의 슬러리 흐름을 검출한다. 이와 같이 전자 유량계는 CMP 장치에 사용하기에는 너무 대용량이다. 초음파 유량계도 전자 유량계와 마찬가지로 CMP 장치에 사용하기에는 현실적으로 너무 용량이 크다. 또한, 초음파 유량계는 작동을 위하여 유체를 완전히 대전시켜야 할 필요가 있다. 이와 같은 조건은 슬러리 흐름의 순환에 있어서 개시점과 종료점에서 미터의 정확성에 큰 영향을 미친다. 열분산 유량 검출기 및 미터들은 전형적으로 15초 내지 25초의 매우 느린 반응시간을 가진다; 이것은 CMP 장치에서 슬러리 유량을 정확히 측정하기에 너무 느리다. 또한 열분산 유량 검출기 및 미터들은 CMP 장치에 존재하는 적은 슬러리 유량을 검출하기 위하여 사용되는 경우 비효과적이다. 마찬가지로, 보텍스 셰딩 미터 또한 CMP 장치의 적은 유량 범위를 정확히 검출할 수 없다. 마지막으로, 홀효과 전자 트랜스듀서를 구비한 로터미터는 미터의 일렉트로닉스가 불안정하고, 미터의 센서가 이와 접촉되는 임의의 금속물체에 대하여 매우 민감하기 때문에 부적합하다. 예를 들어, 이 센서는 금속물체가 여기에 근접하여 통과할 때 10% 정도까지 기능이 격하된다. 이런 조건은 금속부품이 많이 산재하는 CMP 장치에 사용하기에 매우 부적합하다.
따라서, CMP 장치에서의 슬러리와 탈염수의 유량을 정확하게 측정하고 CMP 공정 중에 유량을 제어하는, 종래의 문제점들을 극복하는 시스템이 필요시 된다.
본 발명은 CMP 장치에 처리액을 측정하고 투여하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 시스템의 정밀성을 확보하기 위하여 실제로 투여된 처리액의 양을 모니터하면서 CMP 장치에 대한 처리액의 투여를 제어하는 지능 시스템에 관한 것이다. 상기 지능 시스템은 조작자에 의하여 시스템에 입력된 다양한 변수에 기초한 CMP 공정 동안에 투여되는 용액의 약을 또한 변화시킬 수 있다.
이하, 첨부 도면에 따라 본 발명을 설명하며, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도1은 본 발명에 따른 처리액의 측정 및 투여 시스템이 설치되는 예시적인 CMP 장치의 사시도;
도2는 도1의 CMP 장치의 평면도;
도3은 본 발명에 따른 예시적인 측정 및 투여 시스템의 예시적인 구체예를 도시한 블록도;
도4는 본 발명이 구현된 코리올리 매스 플로미터의 평면도;
도5는 도4의 코리올리 매스 플로미터의 측면도;
도6은 상부에 처리액 측정장치가 부착된 도1의 CMP 장치의 멀티헤드 이송장치의 평면도;
도7은 스택 형태로 장착된 3개의 처리액 측정장치의 측면도;
도8은 멀티헤드 이송장치 상에 처리액 측정장치를 장착하기 위한 예시적인 장착 브래킷의 평면도;
도9는 도8에 도시된 브래킷의 정면도;
도10은 도8과 도9에 도시된 브래킷의 측면도.
본 발명은 연마 및 평탄화 공정 중에 CMP 장치에서의 처리액의 유량을 측정하고 용액 흐름을 모니터 및 제어하는 방법과 장치를 제공한다.
본 발명의 특징에 따라, 연마 및 평탄화 공정 중에 CMP 장치에서의 처리액의 유량을 제어하고, CMP 장치에서의 실제 유량을 정확하게 측정함으로써 원하는 유량의 허용오차범위 내로 실제 유량이 유지되도록 하는 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, CMP 연마장치에 처리액을 투여하는 장치는, 처리액 공급원, CMP 장치에 용액을 가하기 위한 처리액 투여 시스템, 용액 공급원으로부터 투여 시스템으로 상기 처리액을 이송하는 기구, 및 CMP 장치에 실제 투여된 처리액의 양을 정확하게 측정하기 위한 측정 및 감지 시스템을 포함한다.
본 발명의 특징에 따라, 예시적인 감지 시스템은 장치에 투여된 처리액의 양을 측정하는 미터와 미터의 작동을 제어하는 제어기를 적절히 포함한다. 제어기로는 예를 들어 독립된 PC 컴퓨터 또는 CMP 연마장치의 컴퓨터 제어 시스템과 같은 임의의 전자 제어기가 사용될 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 미터는 플로미터(flow meter)와 제어기 사이에 통신을 형성하는 트랜스미터(transmitter)에 연결된 적절한 센서를 포함한다. 트랜스미터는 제어기와 임의의 방법으로 적절히 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 트랜스미터는 제어기에 하드웨어화할 수도 있고, 또는 RF 전송을 통해 제어기와 통신하도록 할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 이송기구는 예를 들어 임의의 펌프장치와 같이 용액 공급원으로부터 투여 시스템으로 용액을 적절히 운반하는 임의의 적절한 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 상기 시스템은 펌프장치를 제어하여 연마 과정 중에 원하는 용액의 양을 CMP 장치로 투여할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 바람직한 구체예에 있어서, 제어기 또는 미터의 트랜스미터가 펌프장치에 적절한 제어신호를 통신하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 제어기가 처리액의 측정 유량이 원하는 유량의 허용오차범위를 벗어날 때, 알람을 울리고 연마과정을 정지시키도록 구성할 수 있다.
본 발명의 특징에 따라, 처리액의 유량을 측정하는 데 사용되는 미터는 시간의 경과에 따라 투여된 용액의 총량 및 매스(mass) 유량을 측정하는 코리올리 매스 플로미터(colriolis mass flow meter)를 적절히 포함할 수 있다. 또한, 코리올리 매스 플로미터는 투여되는 용액의 밀도(농도)를 측정할 수 있다. 본 발명의 이런 특징에 따라, 처리액의 측정 밀도가 사용된 처리액의 타입에 따른 표준 밀도와 다를 때, 제어기가 알람을 울리고 및/또는 연마 과정을 정지시키도록 구성할 수 있다. 즉, 처리액의 밀도에 대한 측정 및 계산에 의하여, 매스 플로미터가 적절한 처리액이 주어진 공정 단계에 사용되고 있는지를 검출한다. 그렇지 않은 경우, 시스템이 정지되도록 구성할 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 공작물의 연마 또는 평탄화 과정에서의 화학기계적 평탄화 CMP 장치와 같은 공작물 처리장치에 대하여 처리액의 유량을 측정하고 제어하는 것에 관한 것이다. 여기에 설명된 본 바람직한 구체예는, CMP 장치에 대한 처리액의 실제 유량을 정확하게 측정하기 위하여 코리올리 매스 플로미터를 사용하고 있다.
도1과 도2를 참조하면, 본 발명이 구현된 웨이퍼 연마장치(100)가 도시되어 있다. 웨이퍼 연마장치(100)는, 이전 공정으로부터 웨이퍼를 수용하고 웨이퍼를 연마 및 린스하며, 다음 공정을 위해 웨이퍼 카세트로 웨이퍼를 다시 적재하는, 멀티플 헤드 웨이퍼 연마장치를 포함한다.
이하, 연마장치(100)를 상세히 설명하면, 장치(100)는 언로드 스테이션(102: unload station), 웨이퍼 이송 스테이션(104), 연마 스테이션(106), 및 웨이퍼 린스 및 로드 스테이션(108)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 각각 다수의 웨이퍼를 유지하는 카세트(110)는, 언로드 스테이션(102)에서 장치 안으로 장입된다. 다음에, 로봇 웨이퍼 캐리어 암(112)이 카세트(110)에서 웨이퍼를 꺼내어 한번에 한 개씩 제1 웨이퍼 이송암(114)에 웨이퍼를 위치시킨다. 이어서 웨이퍼 이송암(114)이 웨이퍼를 들어올려 웨이퍼 이송부(104)로 이동시킨다. 즉, 이송암(114)은 웨이퍼 이송부(104) 내의 회전 테이블(120)에 있는 다수 웨이퍼 픽업 스테이션(116: wafer pick-up station) 중 하나로 개개의 웨이퍼를 적절히 위치시킨다. 또한 회전 테이블(120)은 픽업 스테이션(116)과 교대로 위치하는 다수의 웨이퍼 드롭오프 스테이션(118: wafer drop-off station)을 적절히 포함한다. 웨이퍼가 다수의 픽업 스테이션(116) 중 하나에 내려진 후에, 테이블(120)이 회전하여 새로운 픽업 스테이션(116)이 이송암(114)에 정렬된다. 다음에 이송암(114)이 새로운 빈 픽업 스테이션(116)에 다음 웨이퍼를 위치시킨다. 이런 과정은 모든 픽업 스테이션(116)이 웨이퍼로 충전될 때까지 계속된다. 본 발명의 바람직한 구체예에 있어서, 테이블(120)은 5개의 픽업 스테이션(116)과 5개의 드롭오프 스테이션(118)을 포함하는 것이다.
다음에, 멀티헤드 웨이퍼 이송장치(122)는, 테이블(120) 위에 걸치게 적절히 정렬된 개개의 웨이퍼 캐리어 부재(124)를 포함하며, 이로써 각 캐리어 부재(124)는 각 픽업 스테이션(116)에 있는 웨이퍼 바로 위에 위치된다. 다음에 멀티헤드 이송장치 (122)는 그들의 각 스테이션으로부터 웨이퍼를 내리고 들어 올려서, 웨이퍼를 수평으로 이동시키며, 이로써 웨이퍼들을 연마 스테이션(106) 위에 위치시킨다. 일단 연마 스테이션(106) 위에 위치되면, 이송장치(122)는 웨이퍼를 적절히 하강시키며, 이로써 웨이퍼는 랩휠(128: lap wheel)의 최상부에 자리잡은 연마패드(126)와 작동 접촉되게 개별 캐리어 부재(124)에 의해 유지된다. 작동 동안, 랩휠(128)은 연마패드(126)가 그 수직축에 대하여 회전하도록 한다. 동시에 웨이퍼가 연마패드(126)에 대해 가압될 때 개별 캐리어 부재(124)는 각각의 수직축에 대하여 웨이퍼를 스핀시키고 패드(126)를 가로질러 전후로 웨이퍼를 진동시킨다(실질적으로 화살표 133을 따라). 또한, 처리액 투여장치(127)는 연마패드(126) 상으로 슬러리를 투여하여 CMP 장치의 연마 공정을 촉진시킬 것이다. 이런 방법에 따라, 웨이퍼의 표면은 연마 및 평탄화된다.
소정의 시간 후에, 웨이퍼들은 연마패드(126)로부터 제거되며, 멀티헤드 이송장치(122)는 웨이퍼를 이송 스테이션(104)에 다시 위치시킨다. 다음에 이송장치(122)는 개개의 캐리어 부재(124)를 하강시키고 웨이퍼를 드롭오프 스테이션(118)에 올려놓는다. 다음에 제2 이송암(130)에 의해 드롭오프 스테이션(118)으로부터 웨이퍼를 제거한다. 이송암(130)은 이송 스테이션(104)에서 각 웨이퍼를 적절히 들어올려 웨이퍼 린스 및 로드 스테이션(108)으로 이들을 이송한다. 로드 스테이션(108)에서, 이송암(130)은 웨이퍼가 세척되는 동안 웨이퍼를 유지한다. 철저한 세척이 이루어진 후에, 웨이퍼를 카세트(132)에 재장입하고, 이어서 카세트를 다음의 공정 또는 포장을 위하여 이어지는 스테이션으로 이송한다.
비록, CMP 장치(100)가 5개의 캐리어 부재(124)를 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 실질적으로 임의의 수의 캐리어 부재가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 캐리어 부재(124)의 모두가 동시에 작동하지 않는 환경에서도 사용될 수 있다.
도3을 참조하여, 처리액 투여 및 측정 시스템(200)을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 하나의 바람직한 구체예에 따라, 투여 및 측정 시스템(200)은 처리액 공급원(202), 펌프 시스템(204), 처리액 측정 시스템(206), 제어기(208), 및 처리액 투여 시스템(210)을 포함한다.
펌프 시스템(204)은 예를 들어 임의의 적당한 펌프 또는 유체 이송장치와 같이, 용액 공급원(202)으로부터 측정 시스템(206)으로 용액을 이송하기 위한 적절한 임의의 수단을 포함할 수 있다. 도시된 구체예에 있어서, 펌프 시스템(204)은 펌프(212)와 펌프(212)를 제어하고 펌프와 통신하도록 구성된 펌프 제어기(214)를 포함한다.
처리액 측정 시스템(206)은 비접촉 유체 플로미터 또는 센서(216)와, 센서(216)와 전기적으로 연결된 트랜스미터 조립체(218)를 포함한다. 센서(216)와 트랜스미터(218)는 전원(220)에 의해 동력이 공급된다. CMP 장치 상의 공간을 보존하기 위하여, 트랜스미터(218)는 전형적으로 미터(216)로부터 이격되게 위치시킨다. 그러나, 본 발명의 다른 구체예에 따라, 트랜스미터(218)와 센서(216)를 동일한 하드웨어 장치에 함께 하우징할 수 있다.
트랜스미터(218)는 시스템 제어기(208)와 통신하도록 적절히 구성된다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 시스템 제어기(208)는 CMP 장치의 전체 처리 작동을 제어하도록 구성된 CMP 장치의 시스템 제어 컴퓨터(220)를 포함한다. 본 발명의 본 특징에 따라, 시스템 제어 컴퓨터(220)는 컴퓨터 제어기(220)에 대해 입력/출력 장치로서 작용하는 제어 모니터(222)를 포함한다. 그러나, 제어 컴퓨터(220)는 예를 들어 키보드, CD-ROM, 디스크 드라이브, 프린터 등과 같은 여러 가지 다른 I/O장치를 포함할 수 있다. 또한, 트랜스미터(218)는 제어기(220)에 하드웨어화할 수 있고, 또는 선택적으로 RF 전송을 통해 통신되도록 할 수도 있다.
본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따라, 처리액 투여 시스템(200)은 CMP 장치로부터 독립적으로 제어되도록 할 수 있다. 즉, 트랜스미터(218)를, CMP 장치 시스템 컴퓨터 제어기(220)와의 통신 대신에, 외부 컴퓨터 제어기(224)와 통신하도록 구성할 수 있다. 외부 컴퓨터 제어기(224)는 측정 시스템(206) 및 펌프 시스템(204)을 제어하는 소프트웨어를 가진 임의의 적절한 PC 컴퓨터를 포함할 수 있고, 예를 들어 미국 뉴저지 Millville 소재의 ABB K-Flow 사로부터 구입 가능한 Screwdriver 소프트웨어를 사용할 수 있다. 추가하여, 컴퓨터 제어기(224)는 투여 및 측정 시스템(200)의 작동을 작업자가 관찰할 수 있는 외부 모니터와 연결할 수 있다. CMP 장치가 제어 컴퓨터(220)를 구비함에 따라, 외부 컴퓨터 제어기(224)는 트랜스미터(218)에 하드웨어화할 수 있고, 또는 RF 전송을 통해 트랜스미터(218)와 통신하도록 할 수 있다.
도3을 참조하여, 처리액 투여 및 측정 시스템(200)의 작동을 상세히 설명한다. 웨이퍼 평탄화 및 연마 과정 중에, 연마패드 표면에 제공된 슬러리의 타입과 양을 제어하는 것이 중요하다. 전형적으로, 전체 연마 공정을 통해 연마패드 표면에 작은 량의 슬러리가 일정하게 공급된다. 그러나, 공작물 표면으로부터 제거되는 물질의 타입과 양, 연마패드와 개개 캐리어 부재의 속도, 및 연마 중에 캐리어 부재에 의해 웨이퍼에 가해지는 압력 등과 같은 요소들이 연마패드에 대한 슬러리의 바람직한 유량에 영향을 미친다. 그러므로, 연마과정의 실시간에 있어서 연마표면에 제공되는 슬러리의 량을 제어하고 조정할 수 있는 것이 중요하다.
본 발명의 특히 바람직한 구체예에 따라, 제어 시스템(208)은 전체 연마과정을 통해 연마표면에 투여된 슬러리의 양을 제어하도록 적절히 프로그램되어 있다. 만약, 제어기가, 앞서 언급한 요소에 근거하여, 연마과정에 필요한 슬러리가 많거나 적다고 판단되면, 이에 따라 제어기는 신호를 펌프에 보내어, 펌핑 속도를 변화시키기 위하여 펌프를 조정한다. 이와 같은 방식에 있어서, CMP 제어 컴퓨터(220)는 통신라인(230)을 경유하여 펌프 제어기(214)와 직접적으로 통신하도록 구성된다. 선택적으로, CMP 제어 컴퓨터(220)는 트랜스미터(218)를 통해 간접적으로 펌프 제어기(214)와 통신하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 선택적인 구체예에 따라, 제어 컴퓨터(220)는 제어신호를 트랜스미터(218)에 보내고, 계속해서 차례로 통신라인(232)을 통해 펌프 제어기(214)로 신호를 전송한다. 트랜스미터(218)를 경유한 펌프 제어기(214)와의 통신에 의해, 접속(230)이 제거될 수 있고, 결국 제어 컴퓨터(220) 상의 I/O 포트를 없앨 수 있다.
제어 컴퓨터(220)로부터 신호를 수신한 때, 펌프 제어기(214)가 펌프(212)를 작동시키고, 펌프는 처리액 공급원(202)으로부터 투여 시스템(210)으로 처리액을 특정 속도로 이송한다. 처리액은 용액 공급원(202)으로부터 펌프(212)와 센서(216)를 통과형 투여 시스템(210)의 밖으로 흐른다. 용액 공급원(202), 펌프(212), 센서(216) 및 투여 시스템(210)은 모두, 예를 들어 플라스틱 관과 같은 적절한 유체 덕트 시스템(234)에 의해 연결되어 있다. 센서(216)를 통해 용액이 지나갈 때, 센서는 연마표면에 대한 용액의 실제 유량을 측정한다. 다음에 센서는 실제 유량을 표시하는 전기적 신호를 트랜스미터(218)로 전송한다. 이어서 트랜스미터는 시스템 제어 컴퓨터(220)로 그 신호를 통신한다. 다음에 시스템 제어 컴퓨터(220)는 센서(216)로부터의 신호를 수신하여 분석하고 처리액의 실제 유량이 제어 컴퓨터(220)로부터 초기에 펌프 제어기에 통신된 특정 유량의 허용오차범위 내에 있는지를 판단한다. 실제 유량이 허용오차범위 내에 있으면, 제어 컴퓨터(220)는 현 유량 범위 내로 펌프를 계속 작동시킨다. 실제 유량이 허용오차범위를 벗어나 있으면, 제어 컴퓨터는 알람을 울리고 CMP 장치를 정지시키거나 또는 다른 적당한 작동을 개시시킨다.
본 발명의 특징에 따라, 제어 컴퓨터(220)가 보다 많은 또는 적은 처리액이 필요하다고 판단하면, 컴퓨터는 이에 따라 투여 스테이션에서의 용액의 흐름을 증가 및/또는 감소시킬 수 있고, 측정 시스템은 새로운 유량을 모니터하여 그 정밀성이 보장되도록 할 것이다. 예를 들어, 제어기(220)는 캐리어 부재에 의한 개개 웨이퍼에 인가되는 하측으로의 힘, 연마패드와 캐리어 부재의 회전속도, 및 캐리어 부재와 멀티헤드 조립체의 진동 주파수와 강도와 같은 CMP 장치의 특정 동적 파라미터를 모니터하도록 프로그램할 수 있다. 이런 동적으로 변화하는 파라미터에 근거하여, 제어 컴퓨터(220)는 주어진 조건에 대한 최적의 유체 유량을 결정하고 펌프 시스템에 신호를 보내어, 변화하는 처리 조건에 대해 실질적이고 즉각적이면서 동적으로 유량을 변화시킨다. 이런 방식에 있어서, 펌프 시스템(204), 측정 또는 감지 시스템(206) 및 제어 시스템(208)에 완전한 피드백 루프를 확립할 수 있다. 바람직한 구체예에 있어서, 비례, 비례적분, 또는 비례적분유도제어를 이용한 여러 폐쇄루프 제어 알고리즘이 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 센서(216)는 임의 타입의 비접촉식 유량측정장치일 수 있다. 그러나 본 바람직한 구체예에 따라, 바람직하게 센서(216)는 예를 들어 미국 뉴저지 Millville 소재의 ABB K-Flow 사로부터 구입 가능한 번호 K25의 K-Flow Coriolis Mass Meter와 같은 코리올리 매스 플로미터이다.
도4를 참조하여, 코리올리 매스 플로미터, 즉 센서(300)의 예시적인 구체예를 설명한다. 코리올리 센서(300)는 입구단(304)과 출구단(306)을 구비하는 처리액 도관루프(302)를 적절히 포함한다. 도관루프(302)는 제1구동 트랜스듀서(308), 제2구동 트랜스듀서(310), 및 감지 트랜스듀서(312)를 연통하여 연결된다. 제1 및 제2구동 트랜스듀서(308,310) 및 감지 트랜스듀서(312)는 모니터 플레이트(314)에 장착된다. 또한 도관루프(302), 제1 및 제2구동 트랜스듀서(308,310), 감지 트랜스듀서(312), 및 모니터 플레이트(314)는 바람직하게 실린더형 구조를 보이는 보호 하우징(316)에 적절히 내장된다.
코리올리 센서(300)가 작동하는 동안, 처리액은 입구단(304)을 통하여 센서로 유입되고, 도관루프(312)를 통과하여 출구단(306)으로 나온다. 용액이 도관루프(312)를 통과할 때 구동 트랜스듀서(308,310)는 루프를 통한 처리액의 흐름에 대해 수직방향으로, 즉 도5에 도시된 Z-축을 따라 도관루프가 진동되도록 한다. 루프(302)의 진동은 용액이 루프를 통과할 때 용액에 교대적인 가로방향 가속을 제공한다. 이런 가속은 Z-축에 따른 일방향으로의 루프의 편향 및 이어지는 반대방향의 또 다른 방향으로의 편향을 발생시킨다. 감지 트랜스듀서(312)는 바람직하게 루프에서 최대의 편향이 일어나는 지점, 즉 루프의 X축에서 가장 먼 지점에 위치한다(도4 참조). 루프의 편향은 시간에 대해 측정되고, 측정치는 루프를 통한 용액의 매스흐름을 계산하는 데 사용된다. 코리올리 매스 플로미터의 구성과 작동에 관한 상세한 내용은, 예를 들어 1988년 3월 29일 발행 Kelsey 등의 미합중국 특허 No. 4,733,569, 1988년 1월 5일 발행 Kane의 미합중국 특허 No. 4,716,771, 1995년 6월 13일 발행 Kane 등의 미합중국 특허 No. 5,423,221, 1996년 9월 3일 발행 Kane 등의 미합중국 특허 No. 5,551,307을 참고할 수 있고, 이들 모두는 본 인용에 의해 본 명세서 내용에 포함된다.
본 발명의 특징에 따라, 코리올리 센서(300)는 처리액이 센서를 통과할 때 처리액의 온도 및/또는 밀도(농도)를 측정하도록 구성할 수 있다. 따라서 센서에 의해 측정된 처리액의 온도 또는 밀도가 그 용액의 허용오차범위를 벗어나면, 시스템은 알람을 울리고 공정을 정지시키거나, 또는 다른 적절한 작동을 개시할 것이다.
전형적으로, 웨이퍼 제조공정 중에 웨이퍼를 연마할 때에는 몇몇 종류의 슬러리들이 사용된다. 예를 들어 슬러리의 한 종류는 노출된 실리콘웨이퍼를 연마하는 데 사용할 수 있으며, 다른 슬러리는 금속 도체층이나 산화 유전체층을 연마하는 데 사용된다. 또한, 세정과 컨디셔닝을 목적으로 연마표면에 탈염수를 투입하는 것이 종종 바람직하다. 따라서, 바람직한 구체예의 CMP 연마장치는 여러 타입의 슬러리, 탈염수 및 기타 적절한 처리액을 하나의 용액 타입을 분리하지 않고 다른 것과 연속하여 투입하도록 구성된다.
즉, 바람직한 구체예의 CMP 처리장치는 복수의 여러 처리액 공급원에 동시적으로 연결된다. 본 발명의 본 특징에 따라, CMP 처리장치는 복수의 용액 공급원, 복수의 펌프 시스템, 및 복수의 흐름측정 시스템을 적절히 포함한다. 바람직하게, 하나의 제어기가 모든 펌핑 및 측정 시스템의 작동을 제어하도록 구성되며, 그러나 복수의 제어기를 사용할 수도 있다.
도6을 참조하면, 멀티헤드 이송장치(122)가 도시되어 있고 그 상부에는 코리올리 매스 플로미터 즉 센서(400)의 스택 2개가 구비되어 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 센서 스택(400,402)은 멀티헤드 이송장치(122)의 제1 및 제2코너(404, 406)에 설치되어 있다. 또한 추가의 코리올리 센서가 필요한 경우, 이들은 CMP 장치, 예를 들어 장치(122)의 코너(408,410)의 임의 장소에 설치할 수 있다.
도7 내지 도10을 참조하여 멀티헤드 이송장치(122)에 코리올리 센서를 설치하는 것에 대하여 상세히 설명한다. 도7에 도시된 본 발명의 바람직한 구체예에 따라, 코리올리 센서(300)는 3개의 그룹으로 장착되어 있다. 그러나 임의 수의 미터가 멀티헤드 이송장치(122) 상의 임의의 장소에 함께 스택될 수 있다. 예를 들어 이송장치(122)의 위치(404,406,408 및 410)에 각각 2개의 미터를 함께 스택하여 총 8개의 미터를 스택할 수 있다. 마찬가지로 단지 하나의 미터만을 사용할 수도 있다.
센서(300)를 스택 형태로 설치하기 위하여, 적절한 진동차단 브래킷(420)이 사용된다. 바람직하게 브래킷(420)은 양간 굴곡된 형상을 나타내고, 코리올리 미터의 실린더형 하우징(316)에 물리도록 구성되어 있다. 코리올리 센서(300)를 브래킷(420)에 부착하기 위하여 적절한 파스너를 센서(300)에 견고하게 부착된 브래킷(420)의 홀(422)을 통해 삽입한다.
서로 상부에 미터를 장착하기 위하여, 장착 브래킷(420)을 스택하고 장착 파스너로 서로 체결한다. 본 발명의 본 특징에 따라, 브래킷(420)의 하부는 제2브래킷(420)의 상부와 물리도록 구성된다. 브래킷을 서로 체결하기 위하여, 파스너를 제1브래킷(420)의 하부에 있는 한쌍의 구멍(426)을 통해 삽입하여, 인접한 제2브래킷(420)의 상부에 위치하고 제1 브래킷의 구멍(426)과 축상으로 정렬되어 있는 한쌍의 구멍(428) 안으로 삽입한다. 브래킷(420)은 구멍(426)을 통해 파스너가 용이하게 삽입되도록 브래킷의 이면부에 위치된 공동(Cavity;空洞)(430)을 더 포함한다. 멀티헤드 이송장치(422)에 스택 조립체를 장착하기 위하여, 파스너를 최하부 브래킷(420)의 구멍(426)을 통해 멀티헤드 이송장치(422) 안으로 견고하게 설치한다.
도7 내지 도10에 따라 플로미터를 장착하는 바람직한 방법을 설명하였지만, 미터 즉 센서는 임의의 적절한 다른 장착수단을 사용하여 CMP 처리장치의 적절한 위치에 장착할 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. 상술한 본 발명은 특정된 장착수단에 제한되지는 않는다.
이상 본 발명을 첨부의 도면에 의해 설명하였지만, 이것은 본 발명의 특정한 형태의 하나일 뿐이다. 부품, 구성요소 및 처리단계의 선택과 배열에 여러 변형이 본 발명의 장치화에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 비록 바람직한 구체예는 코리올리 매스 플로미터가 처리액의 유량을 측정하는 데 사용되는 것으로 설명하였지만, 용액의 유량을 측정하는 의의의 다른 미터를 사용할 수도 있을 것이다. 또한, 실질적으로 임의의 타입의 전자 제어기가 미터와 펌프 조립체의 기능 및 작동을 제어하는 데 사용될 수 있다. 첨부의 청구범위에 따른 본 발명의 요지와 범위로부터 이탈되지 않으면서 본 발명을 장치화하는 여러 구성요소의 설계와 배열에 있어서 여러 가지 변형이 이루어질 수 있을 것이다.

Claims (35)

  1. 슬러리 공급원; 상기 슬러리 공급원으로부터 CMP 연마장치의 연마표면으로 슬러리를 제공하기 위한 슬러리 투여 시스템; 상기 슬러리 공급원으로부터 상기 투여 시스템으로 슬러리를 이송하고, 상기 슬러리 공급원과 상기 투여 시스템에 작동적으로 연결되어 있는 이송수단; 및 상기 이송수단과 작동적으로 연결되고, 상기 슬러리와의 접촉 없이 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 측정하는 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 CMP 반도체 웨이퍼 연마장치에 슬러리를 투여하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 측정수단은, 투여된 슬러리의 양을 측정하는 미터; 상기 미터의 작동을 제어하는 제어기; 및 상기 미터와 상기 제어기에 작동적으로연결되고, 상기 미터와 상기 제어기 사이를 통신하는 통신수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 CMP 연마장치의 작동을 제어하는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 독립된 PC 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 통신수단은 상기 제어기에 하드웨어화되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 통신수단은 RF 전송을 통해 상기 제어기와 통신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 미터는 상기 통신수단에 신호를 전송하고, 이어서 상기 통신수단은 상기 제어기에 신호를 전송하고, 상기 신호는 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 표시하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제어기는 디스플레이 스크린을 더 포함하고, 여기에서 상기 제어기는 투여된 슬러리의 양을 상기 디스플레이 스크린에 디스플레이 되게 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 슬러리 이송수단은, 상기 슬러리 공급원과 상기 투여 시스템을 연결하는 도관; 및 상기 도관에 연결되고 상기 슬러리 공급원과 통신되며, 상기 슬러리 공급원으로부터 상기 투여 시스템으로 슬러리를 펌핑하는 펌프; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어기는 상기 펌프와 통신되어, 상기 제어기로부터 상기 펌프로 전송된 신호가 슬러리를 원하는 유량으로 펌핑하도록 상기 펌프를 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어기는 제어신호를 생성하고 상기 제어신호를 상기 제어기로부터 상기 펌프로 상기 통신수단을 통해 전송하여, 특정 유량으로 상기 슬러리를 펌핑하도록 상기 펌프를 조정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 미터는 코리올리 매스 플로미터인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 코리올리 매스 플로미터는 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 매스 유량을 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어기는 상기 측정된 매스 유량이 원하는 매스 유량과 다를 때 작업자에게 알람을 울리는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제어기는 측정된 매스 유량이 원하는 매스 유량과 다를 때 상기 CMP 연마장치를 정지시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 코리올리 매스 플로미터는 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 밀도를 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어기는 측정된 슬러리의 밀도가 원하는 슬러리의 밀도와 다를 때 작업자에게 알람을 울리는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제어기는 측정된 슬러리의 밀도가 원하는 슬러리의 밀도와 다를 때 상기 CMP 연마장치를 정지시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 코리올리 매스 플로미터는 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. CMP 반도체 웨이퍼 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 제어하는 방법에 있어서, 상기 CMP 연마장치는, 슬러리 공급원, 상기 슬러리 공급원으로부터 상기 CMP 연마장치의 연마표면에 슬러리를 공급하는 슬러리 투여 시스템, 상기 슬러리 공급원으로부터 상기 투여 시스템으로 슬러리를 이송하는 펌프, 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 측정하는 미터, 및 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어기를 포함하고,
    상기 방법은:
    (a) 상기 연마표면에 투여되는 슬러리의 원하는 양을 표시하는 제1신호를 상기 제어기로부터 상기 펌프에 전송하는 공정; (b) 상기 제어기로부터 수신한 상기 제1신호에 근거하여, 상기 펌프로부터의 슬러리 출력의 흐름을 상기 원하는 양으로 조절하는 공정; (c) 슬러리 흐름을 방해하지 않고 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 실제 양을 상기 미터에 의해 측정하는 공정; (d) 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 측정량을 표시하는 제2신호를 상기 미터로부터 상기 제어기로 전송하는 공정; 및 (e) 제어기에서, 슬러리 유량을 원하는 슬러리 유량의 허용오차범위 내로 확보하도록 투여된 슬러리의 측정량을 모니터하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, (f) 디스플레이 스크린 상에 투여된 슬러리의 측정량을 디스플레이하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제20항에 있어서, (f) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 작업자에게 문제를 환기시키는 경보를 울리는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제20항에 있어서, (f) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 상기 CMP 연마장치의 작동을 자동적으로 정지시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 미터는 슬러리의 매스 유량과 밀도를 측정하는 코리올리 매스 플로미터이고,
    상기 방법은:
    (f) 슬러리 흐름을 방해하는 것 없이 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 밀도를 상기 코리올리 매스 플로미터에 의해 측정하는 공정; (g) 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 측정 밀도를 표시하는 제2신호를 상기 미터로부터 상기 제어기로 전송하는 공정; (h) 제어기에서, 슬러리 타입에 대한 적절한 밀도를 확보하도록 투여되는 슬러리의 측정 밀도를 모니터하는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, (i) 투여되는 슬러리의 측정 밀도가 슬러리 타입에 대한 적절한 밀도가 아닌 경우, 작업자에게 문제를 환기시키는 경보를 울리는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항에 있어서, (i) 투여되는 슬러리의 측정 밀도가 상기 슬러리 타입에 대한 적절한 밀도가 아닌 경우, 상기 CMP 연마장치의 작동을 자동적으로 정지시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. CMP 반도체 웨이퍼 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 제어하는 방법에 있어서, 상기 CMP 연마장치는, 슬러리 공급원, 상기 슬러리 공급원으로부터 CMP 연마장치의 연마표면으로 슬러리를 공급하는 슬러리 투여 시스템, 상기 슬러리 공급원으로부터 상기 투여시스템으로 슬러리를 이송하는 펌프, 슬러리의 흐름에 영향을 미치지 않고 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 양을 측정하는 미터, 상기 펌프의 작동을 제어하는 제어기, 및 상기 미터와 상기 제어기와 상기 펌프에 정보를 전송하는 트랜스미터를 포함하고,
    상기 방법은:
    (a) 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 원하는 양을 표시하는 제1신호를 상기 제어기로부터 상기 트랜스미터에 전송하는 공정; (b) 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 원하는 양을 표시하는 제2신호를 상기 트랜스미터로부터 상기 펌프로 전송하는 공정; (c) 상기 트랜스미터로부터 수신한 상기 제2신호에 근거하여, 상기 펌프로부터의 슬러리 흐름을 상기 원하는 양으로 조절하는 공정; (d) 슬러리의 흐름을 방해하지 않고 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 실제 양을 상기 미터에 의해 측정하는 공정; (e) 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 측정량을 표시하는 제3신호를 상기 미터로부터 상기 트랜스미터로 전송하는 공정; (f) 상기 CMP 연마장치에 투여된 슬러리의 측정량을 표시하는 제4신호를 상기 트랜스미터로부터 상기 제어기로 전송하는 공정; 및 (g) 제어기에서, 슬러리 량을 원하는 량의 허용오차범위 내로 확보하도록 투여되는 슬러리의 측정량을 모니터하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제27항에 있어서, (h) 디스플레이 스크린 상에 투여된 슬러리의 측정량을 디스플레이하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제27항에 있어서, (h) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 작업자에게 문제를 환기시키는 경보를 울리는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제27항에 있어서, (h) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 상기 CMP 연마장치의 작동을 자동적으로 정지시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제27항에 있어서, 상기 미터는 슬러리의 매스 유량과 밀도를 측정하는 코리올리 매스 플로미터이고,
    상기 방법은:
    (h) 슬러리 흐름을 방해하지 않고 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 밀도를 상기 코리올리 매스 플로미터에 의해 측정하는 공정; (i) 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 측정 밀도를 표시하는 제3신호를 상기 미터로부터 상기 트랜스미터로 전송하는 공정; (j) 상기 CMP 연마장치에 투여되는 슬러리의 측정 밀도를 표시하는 제4신호를 상기 트랜스미터로부터 상기 제어기로 전송하는 공정; (k) 제어기에서, 슬러리 타입에 대한 적절한 밀도를 확보하도록 투여되는 슬러리의 측정밀도를 모니터하는 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제31항에 있어서, (l) 투여되는 슬러리의 측정 밀도가 슬러리의 타입에 대한 적정 밀도가 아닌 경우, 작업자에게 문제를 환기시키는 경보를 울리는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제20항에 있어서, (l) 투여되는 슬러리의 측정 밀도가 슬러리의 타입에 대한 적절한 밀도가 아닌 경우, 상기 CMP 연마장치의 작동을 자동적으로 정지시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제20항에 있어서, (f) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 상기 CMP 장치에 투여되는 슬러리의 양을 변화시키도록 상기 펌프를 조정하는 제5신호를 상기 제어기로부터 상기 펌프로 전송하여, 투여되는 슬러리의 실제 량이 원하는 양의 허용오차범위 내로 되도록 하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제27항에 있어서, (h) 투여된 슬러리의 측정량이 원하는 량의 허용오차범위를 벗어나는 경우, 상기 CMP 장치에 투여되는 슬러리의 양을 변화시키도록 상기 펌프를 조정하는 제6신호를 상기 제어기로부터 상기 트랜스미터를 경유하여 상기 펌프로 전송하여, 투여되는 슬러리의 실제 량이 원하는 양의 허용오차범위 내로 되도록 하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019990702812A 1996-10-02 1997-10-01 화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법및 장치 KR20000048817A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/720,744 1996-10-02
US08/720,744 US5857893A (en) 1996-10-02 1996-10-02 Methods and apparatus for measuring and dispensing processing solutions to a CMP machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20000048817A true KR20000048817A (ko) 2000-07-25

Family

ID=24895125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990702812A KR20000048817A (ko) 1996-10-02 1997-10-01 화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5857893A (ko)
JP (1) JP2001515412A (ko)
KR (1) KR20000048817A (ko)
DE (1) DE19782034T1 (ko)
GB (1) GB2333257B (ko)
TW (1) TW370612B (ko)
WO (1) WO1998014305A1 (ko)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6059920A (en) * 1996-02-20 2000-05-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device polishing apparatus having improved polishing liquid supplying apparatus, and polishing liquid supplying method
ATE227844T1 (de) * 1997-02-06 2002-11-15 Therasense Inc Kleinvolumiger sensor zur in-vitro bestimmung
JP3705670B2 (ja) * 1997-02-19 2005-10-12 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置及び方法
WO1999029505A1 (fr) * 1997-12-08 1999-06-17 Ebara Corporation Distributeur de solution de polissage
US8447534B2 (en) 1997-11-26 2013-05-21 Invensys Systems, Inc. Digital flowmeter
US7784360B2 (en) 1999-11-22 2010-08-31 Invensys Systems, Inc. Correcting for two-phase flow in a digital flowmeter
US8467986B2 (en) 1997-11-26 2013-06-18 Invensys Systems, Inc. Drive techniques for a digital flowmeter
TW396441B (en) * 1998-06-02 2000-07-01 United Microelectronics Corp A slurry non-stop supply method and apparatus
US6123602A (en) * 1998-07-30 2000-09-26 Lucent Technologies Inc. Portable slurry distribution system
DE19845241A1 (de) * 1998-10-01 2000-04-13 Politec Gmbh Ges Fuer Schleif Verfahren zum Dosieren von fließfähigen Poliermitteln und Dosiervorrichtung hierfür
US20030010792A1 (en) 1998-12-30 2003-01-16 Randy Forshey Chemical mix and delivery systems and methods thereof
US6183341B1 (en) * 1999-02-09 2001-02-06 Strasbaugh, Inc. Slurry pump control system
US6099386A (en) * 1999-03-04 2000-08-08 Mosel Vitelic Inc. Control device for maintaining a chemical mechanical polishing machine in a wet mode
US6048256A (en) * 1999-04-06 2000-04-11 Lucent Technologies Inc. Apparatus and method for continuous delivery and conditioning of a polishing slurry
US6589872B1 (en) * 1999-05-03 2003-07-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Use of low-high slurry flow to eliminate copper line damages
EP1094506A3 (en) 1999-10-18 2004-03-03 Applied Materials, Inc. Capping layer for extreme low dielectric constant films
US6544109B1 (en) 2000-08-31 2003-04-08 Micron Technology, Inc. Slurry delivery and planarization systems
US6409051B1 (en) * 2000-09-28 2002-06-25 Lam Research Corporation Method and apparatus for dispensing a fluid media
US6431950B1 (en) * 2000-10-18 2002-08-13 Micron Technology, Inc. Point-of-use fluid regulating system for use in the chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers
US6561381B1 (en) 2000-11-20 2003-05-13 Applied Materials, Inc. Closed loop control over delivery of liquid material to semiconductor processing tool
JP2002170792A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Mitsubishi Electric Corp 研磨液供給装置及び研磨液供給方法、研磨装置及び研磨方法、並びに、半導体装置の製造方法
US6416392B1 (en) 2000-11-30 2002-07-09 Seh America, Inc. Sound enhanced lapping process
US6749086B2 (en) 2000-12-01 2004-06-15 Applied Materials Inc. Pressurized liquid delivery module
US6957749B2 (en) * 2000-12-01 2005-10-25 Applied Materials, Inc. Liquid delivery system
US6949466B2 (en) * 2001-09-18 2005-09-27 Oriol Inc. CMP apparatus and method for polishing multiple semiconductor wafers on a single polishing pad using multiple slurry delivery lines
US7292993B2 (en) * 2001-02-08 2007-11-06 Uzzo Anthony M System for remotely managing bulk product storage
US6756308B2 (en) * 2001-02-13 2004-06-29 Ekc Technology, Inc. Chemical-mechanical planarization using ozone
JP2002313753A (ja) * 2001-04-19 2002-10-25 Tokyo Seimitsu Co Ltd ダイシング装置の切削水供給管理装置
US6652366B2 (en) 2001-05-16 2003-11-25 Speedfam-Ipec Corporation Dynamic slurry distribution control for CMP
US6572445B2 (en) 2001-05-16 2003-06-03 Speedfam-Ipec Multizone slurry delivery for chemical mechanical polishing tool
US7070067B1 (en) 2001-11-02 2006-07-04 Buehler, Ltd. Modular fluid-dispensing system
US6893321B1 (en) * 2001-11-02 2005-05-17 Buehler Ltd. Modular fluid-dispensing system
US7314402B2 (en) 2001-11-15 2008-01-01 Speedfam-Ipec Corporation Method and apparatus for controlling slurry distribution
US20030098069A1 (en) * 2001-11-26 2003-05-29 Sund Wesley E. High purity fluid delivery system
US6606917B2 (en) * 2001-11-26 2003-08-19 Emerson Electric Co. High purity coriolis mass flow controller
US6464562B1 (en) * 2001-12-19 2002-10-15 Winbond Electronics Corporation System and method for in-situ monitoring slurry flow rate during a chemical mechanical polishing process
US6855031B2 (en) * 2002-02-08 2005-02-15 Applied Materials, Inc. Slurry flow rate monitoring in chemical-mechanical polisher using pressure transducer
CN1305115C (zh) * 2002-09-29 2007-03-14 台湾积体电路制造股份有限公司 利用复合控制模式的研浆流量控制方法及系统
US20040184890A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Shin-Tong Wu Fluid transport system with vibrators
JP4718107B2 (ja) * 2003-05-20 2011-07-06 株式会社荏原製作所 基板保持装置及び研磨装置
WO2005085775A1 (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Seyonic S.A. Pipette verification device and pipette
KR100625323B1 (ko) 2005-08-23 2006-09-15 세메스 주식회사 급변하는 공정에서 실시간으로 인터락 제어를 위한 반도체제조 설비 및 그 방법
KR100673787B1 (ko) * 2005-10-28 2007-01-24 동부일렉트로닉스 주식회사 씨엠피 장치용 슬러리 공급 장치
US8360817B2 (en) * 2009-04-01 2013-01-29 Ebara Corporation Polishing apparatus and polishing method
CN102221416B (zh) * 2011-03-10 2012-10-10 清华大学 抛光液物理参数测量装置、测量方法和化学机械抛光设备
JP2015134393A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社荏原製作所 キャリブレーション装置、及び基板処理装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059929A (en) * 1976-05-10 1977-11-29 Chemical-Ways Corporation Precision metering system for the delivery of abrasive lapping and polishing slurries
US4513894A (en) * 1982-10-12 1985-04-30 Buehler Ltd. Abrasive slurry supply system for use in metallographic sample preparation
JPS61131866A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Toshiba Corp 研摩機における研摩剤流量計の洗浄方法およびその装置
US4733569A (en) * 1985-12-16 1988-03-29 K-Flow Division Of Kane Steel Co., Inc. Mass flow meter
US4716771A (en) * 1986-02-11 1988-01-05 K-Flow Division Of Kane Steel Co., Inc. Symmetrical mass flow meter
US5423221A (en) * 1986-02-11 1995-06-13 Abb K-Flow Inc. Mass flow measuring device
GB2192714A (en) * 1986-07-16 1988-01-20 Schlumberger Electronics Coriolis mass flow meter
US5054650A (en) * 1986-10-30 1991-10-08 Nordson Corporation Method of compensating for changes in the flow characteristics of a dispensed fluid to maintain the volume of dispensed fluid at a setpoint
DE69314780T2 (de) * 1992-03-20 1998-04-16 Micro Motion Inc Verbesserter viskosimeter für sanitäre anwendungen
US5329732A (en) * 1992-06-15 1994-07-19 Speedfam Corporation Wafer polishing method and apparatus
US5433650A (en) * 1993-05-03 1995-07-18 Motorola, Inc. Method for polishing a substrate
US5700180A (en) * 1993-08-25 1997-12-23 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing
US5433432A (en) * 1993-08-26 1995-07-18 Hersch And Company Bed basketball
TW402542B (en) * 1994-10-24 2000-08-21 Motorola Inc Improvements in timing and location for mixing polishing fluid in a process of polishing a semiconductor substrate
US5575706A (en) * 1996-01-11 1996-11-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Chemical/mechanical planarization (CMP) apparatus and polish method

Also Published As

Publication number Publication date
GB2333257B (en) 2000-12-20
WO1998014305A1 (en) 1998-04-09
JP2001515412A (ja) 2001-09-18
GB9906709D0 (en) 1999-05-19
US5857893A (en) 1999-01-12
TW370612B (en) 1999-09-21
GB2333257A (en) 1999-07-21
DE19782034T1 (de) 1999-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20000048817A (ko) 화학 기계적 연마 장치에 대한 처리액을 측정하고 투여하는 방법및 장치
US5945346A (en) Chemical mechanical planarization system and method therefor
US5762536A (en) Sensors for a linear polisher
JP5245319B2 (ja) 研磨装置及び研磨方法、基板及び電子機器の製造方法
US5643060A (en) System for real-time control of semiconductor wafer polishing including heater
US5827111A (en) Method and apparatus for grinding wafers
JP5076723B2 (ja) 研磨装置、基板及び電子機器の製造方法
US6595829B1 (en) Slurry pump control system
KR20090015791A (ko) 연마 장치, 기판 및 전자기기의 제조 방법
US6572444B1 (en) Apparatus and methods of automated wafer-grinding using grinding surface position monitoring
JP6297301B2 (ja) 細長い領域のモニタリングを用いるインシトゥモニタシステム
KR20110054076A (ko) 고순도 유체 배급 시스템
JP2003282499A (ja) 化学的機械的研磨設備のスラリ供給装置及び方法
KR20220042189A (ko) 가공대상물 연마 중 웨이퍼 슬립 검출의 인시츄 조절을 위한 방법 및 장치
US6280291B1 (en) Wafer sensor utilizing hydrodynamic pressure differential
KR101647961B1 (ko) 유체 전달 시스템을 위한 유동 제어 모듈
JP4943800B2 (ja) 研磨状況モニタシステム
US6855031B2 (en) Slurry flow rate monitoring in chemical-mechanical polisher using pressure transducer
KR20090015790A (ko) 연마 방법, 기판 및 전자기기의 제조 방법
US7419419B2 (en) Slurry supply unit for CMP apparatus
TW577785B (en) Apparatus and method for chemical mechanical polishing of substrates
CN1234160C (zh) 具有气泡消除装置的监测系统
JP5126657B2 (ja) 研磨装置
JP2001144058A (ja) 研磨方法および研磨装置
KR20040061106A (ko) 슬러리 유량 제어 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee